JP6949872B2 - Systems and methods for controlling surgical staples and cutting instruments - Google Patents
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Description
本開示は、外科用器具に関し、また様々な状況において、組織をステープル留め及び切断するために設計された、外科用ステープル留め及び切断器具並びにそれらのステープルカートリッジに関する。 The present disclosure relates to surgical instruments and, in various situations, to surgical staples and cutting instruments and their staple cartridges designed to staple and cut tissue.
電動式外科用ステープル留め及び切断器具において、アンビルとステープルカートリッジとの間に位置する組織の厚さを評価するために、切断ストロークの初期の所定の期間又は変位にわたって切断部材の位置又は速度を測定することが有用であり得る。残存ストロークの速度は、組織の厚さ及び閾値との比較の評価に基づいて調節され得る。電動式外科用ステープル留め及び切断器具の環境において、ステープル留め及び切断の処理中に、組織の厚さに基づいて、モータの速度を調節することが望ましい場合がある。組織の厚さが判定されると、それに応じて好適なアルゴリズムを選択して、モータの速度を制御することが望ましいであろう。これまでにいくつかの装置が製造及び使用されてきたが、本発明者らよりも以前に添付の特許請求の範囲に記載される装置を製造又は使用した者はないものと考えられる。これまでにいくつかの装置が製造及び使用されてきたが、本発明者らよりも以前に添付の特許請求の範囲に記載される装置を製造又は使用した者はないものと考えられる。
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1]特開2010−75694号公報
In electric surgical staples and cutting instruments, the position or velocity of the cutting member is measured over the initial predetermined period or displacement of the cutting stroke to assess the thickness of the tissue located between the anvil and the staple cartridge. Can be useful to do. The rate of residual stroke can be adjusted based on the evaluation of tissue thickness and comparison with thresholds. In the environment of electric surgical staples and cutting instruments, it may be desirable to adjust the speed of the motor based on the thickness of the tissue during the staple and cutting process. Once the tissue thickness is determined, it may be desirable to select a suitable algorithm accordingly to control the speed of the motor. Although several devices have been manufactured and used so far, it is considered that no one has manufactured or used the devices described in the appended claims before the present inventors. Although several devices have been manufactured and used so far, it is considered that no one has manufactured or used the devices described in the appended claims before the present inventors.
[Prior art literature]
[Patent Document]
[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-75694
いくつかの態様では、外科用器具が提供される。外科用ステープル留め器具であって、ハンドルと、ハンドルから遠位側に延在するシャフトと、シャフトの遠位端部に位置付けられたエンドエフェクタであって、エンドエフェクタが、ストローク開始位置からストローク開始位置の遠位側にあるストローク終了位置までエンドエフェクタの長手方向軸に沿って近位側及び遠位側に並進可能な発射部材、発射部材に結合されたナイフ、発射部材の遠位側並進によって作動されるように位置付けられたウエッジスレッドを備えるステープルカートリッジ、及び発射部材の位置を感知するように位置付けられた位置センサを備える、エンドエフェクタと、ストローク開始位置とストローク終了位置との間で発射部材を並進させるように発射部材に結合されたモータと、モータ設定点を受信し、モータへ駆動信号を提供するためのモータコントローラと、エネルギーをモータに提供するように電気的に結合されたエネルギー貯蔵装置と、エネルギー貯蔵装置によって提供されたエネルギーを測定するようにエネルギー貯蔵装置に電気的に結合されたクーロンカウンタと、少なくとも1つのプロセッサ、及び少なくとも1つのプロセッサと通信するメモリ装置を備える制御回路と、を備え、メモリ装置は、少なくとも1つのプロセッサにより実行される場合、少なくとも1つのプロセッサに、第1の発射信号を受信することと、第1の時間において、かつ第1の発射信号に応答して、モータ設定点を第1のモータ設定点値に設定することと、第2の時間において、発射部材がストローク開始位置とストローク終了位置との間で初期の距離を横断したとの指標を位置センサから受信することと、クーロンカウンタから、第1の時間と第2の時間との間にエネルギー貯蔵装置から提供された第1のエネルギーを記述する第1のエネルギーデータを受信することと、第1のエネルギーが閾値エネルギーを超過すると判定することと、エネルギー貯蔵装置から第1の一定の電力を引き込むように、モータを変調することと、を行わせる、命令を含む。 In some embodiments, surgical instruments are provided. A surgical staple fastening device, a handle, a shaft extending distally from the handle, and an end effector located at the distal end of the shaft, where the end effector starts the stroke from the stroke start position. By a launcher that can be translated proximally and distally along the longitudinal axis of the end effector to the stroke end position distal to the position, a knife attached to the launcher, and a distal translation of the launcher. A staple cartridge with wedge threads positioned to be actuated, and an end effector with a position sensor positioned to sense the position of the launch member, and a launch member between the stroke start position and the stroke end position. A motor coupled to the launching member to translate, a motor controller to receive the motor set point and provide a drive signal to the motor, and an electrically coupled energy store to provide energy to the motor. A control circuit comprising a device, a Coulomb counter electrically coupled to the energy storage device to measure the energy provided by the energy storage device, and a memory device that communicates with at least one processor and at least one processor. When executed by at least one processor, the memory device receives the first firing signal and responds to the first firing signal at the first time and in response to the first firing signal. Then, the motor setting point is set to the first motor setting point value, and the index indicating that the launching member has crossed the initial distance between the stroke start position and the stroke end position in the second time is positioned. Receiving from the sensor and receiving from the Coulomb counter the first energy data describing the first energy provided by the energy storage device between the first time and the second time. It includes an instruction to determine that the energy of 1 exceeds the threshold energy and to modulate the motor to draw a first constant power from the energy storage device.
上記の「発明の概要」はあくまで例示的なものに過ぎず、いかなる意味においても限定を目的としたものではない。上に説明される例示的な態様及び特徴に加えて、更なる態様及び特徴が、図面及び以下の詳細な説明を参照することにより明らかになるであろう。 The above "outline of the invention" is merely an example and is not intended to be limiting in any sense. In addition to the exemplary embodiments and features described above, additional embodiments and features will become apparent by reference to the drawings and the detailed description below.
本明細書に記載される態様の新規特徴は、添付の「特許請求の範囲」に具体的に記載される。しかしながら、態様は、構成及び動作方法のいずれに関しても、以下の説明文を、以下のような添付の図面と併せて参照することによってより深い理解を得ることができる。
本願の出願人は、本願と同日に出願された以下の特許出願を所有しており、これらはそれぞれの全体内容が参照により本明細書に組み込まれる:
米国特許出願第________号、発明の名称「STAPLE FORMATION DETECTION MECHANISMS」、代理人整理番号END7774USNP/150513、
米国特許出願第________号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT WITH DETECTION SENSORS」、代理人整理番号END7775USNP/150514、
米国特許出願第________号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT WITH IMPROVED STOP/START CONTROL DURING A FIRING MOTION」、代理人整理番号END7776USNP/150515、
米国特許出願第________号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT WITH ADJUSTABLE STOP/START CONTROL DURING A FIRING MOTION」、代理人整理番号END7777USNP/150516、
米国特許出願第________号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT WITH MULTIPLE PROGRAM RESPONSES DURING A FIRING MOTION」、代理人整理番号END7782USNP/150517、
米国特許出願第________号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT WITH MULTIPLE PROGRAM RESPONSES DURING A FIRING MOTION」、代理人整理番号END7783USNP/150518、
米国特許出願第________号、発明の名称「MODULAR SURGICAL INSTRUMENT WITH CONFIGURABLE OPERATING MODE」、代理人整理番号END7784USNP/150519、及び
米国特許出願第________号、発明の名称「SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT」、代理人整理番号END7785USNP/150520。
The applicant of the present application owns the following patent applications filed on the same date as the present application, the entire contents of which are incorporated herein by reference:
U.S. Patent Application No. ________, title of invention "STAPLE FORMATION DETECHNISMS", agent reference number END7774USNP / 150513,
U.S. Patent Application No. ________, title of invention "SURGICAL INSTRUMENT WITH EDITION SENSORS", agent reference number END7775USNP / 150514,
U.S. Pat.
US Pat.
U.S. Pat.
U.S. Pat.
US Pat. INSTRUMENT ", agent reference number END7785USNP / 150520.
本開示では、本明細書に開示される装置及び方法の、構造、機能、製造、並びに使用の原理について、総合的な理解を提供する。これらの態様の1つ又は2つ以上の例が、添付の図面に例示されている。当業者であれば、本明細書に具体的に記載され、添付の図面に示される装置及び方法は、非限定的な例であることが理解されるであろう。1つの例と関連して例示又は記載する特徴は、他の例の特徴と組み合わされてもよい。かかる修正及び変形は、本開示の範囲内に含まれることが意図される。 This disclosure provides a comprehensive understanding of the structure, function, manufacture, and principles of use of the devices and methods disclosed herein. One or more examples of these embodiments are illustrated in the accompanying drawings. Those skilled in the art will appreciate that the devices and methods specifically described herein and shown in the accompanying drawings are non-limiting examples. The features exemplified or described in connection with one example may be combined with the features of another example. Such modifications and modifications are intended to be included within the scope of this disclosure.
腹腔鏡下及び低侵襲性の外科的処置を行うため、様々な例示的な装置及び方法が提供されている。しかしながら、本明細書に開示する様々な方法及び装置は、例えば、開放的外科的処置と関連するものを含む多数の外科的処置及び用途で使用することができることが、当業者には容易に理解されるであろう。この「発明を実施するための形態」を読み進めると、本明細書で開示する様々な器具が、自然開口部を通って、組織内に形成された切込み又は穿刺孔を通ってなど、任意の方式で体の内部に挿入され得ることが、当業者には更に明らかとなろう。器具の作動部分又はエンドエフェクタ部分は、直接患者の体の内部に挿入されてもよく、あるいは、外科用器具のエンドエフェクタ及び細長シャフトを前進させ得る作動チャネルを有するアクセス装置を通って挿入されてもよい。 Various exemplary devices and methods are provided for performing laparoscopic and minimally invasive surgical procedures. However, it will be readily appreciated by those skilled in the art that the various methods and devices disclosed herein can be used in a number of surgical procedures and applications, including those associated with, for example, open surgical procedures. Will be done. Reading this "mode for carrying out the invention", any of the instruments disclosed herein, such as through a natural opening, through a notch or puncture hole formed in the tissue, etc. It will be further apparent to those skilled in the art that it can be inserted into the body in a manner. The working or end effector portion of the instrument may be inserted directly into the patient's body or through an access device with an operating channel that allows the end effector and elongated shaft of the surgical instrument to be advanced. May be good.
本開示は、モータによって使用された電力を測定して組織の厚さを判定し、次いで、組織の厚さの情報を用いて、組織の厚さに基づいてナイフの速度を設定するための回路及び論理を備える電動式外科用ステープル留め及び切断器具を提供する。電動式外科用器具のステープル留め及び切断ストロークの所定の部分における、エネルギー貯蔵装置からの電力の測定値を使用して、組織の厚さを判定し、ストロークの残存部分に対するモータの制御をもたらすことができる。これにより、モータの速度を、例えば、より厚い組織については減少させ、より薄い組織については増加させることができる。モータの電源又は他の電力回路上流の電力若しくはエネルギー出力を用いて、外科用ステープル留め及び切断用器具が遭遇する組織の厚さを判定することができる。次いで、判定された組織の厚さを使用して、モータの機能を制御する。所定の初期時間にわたる消費電力を所定の閾値と比較して、発射システムの予想される負荷を判定し、その負荷に対するモータの制御を調節する。電源セルにより使用又は消費されたエネルギーの比較を用いて、組織の厚さを判定し、この比較によるモータの制御を調節することができる。一定の設定速度を達成しようとする可変パルス幅のモータ制御システムでは、組織の厚さの測定としての所定の間隔にわたるパルス幅の比較、及びそれに伴う負荷を使用して、モータ制御を新しいモータ制御プログラムに調節することができる。 The present disclosure is a circuit for measuring the power used by a motor to determine tissue thickness and then using tissue thickness information to set the knife speed based on tissue thickness. And provide electric surgical staple fastening and cutting instruments with logic. Using measurements of power from an energy storage device at a given portion of the stapling and cutting stroke of an electric surgical instrument to determine tissue thickness and provide control of the motor over the remaining portion of the stroke. Can be done. This allows the speed of the motor to be reduced, for example, for thicker tissue and increased for thinner tissue. The power or energy output of the motor's power supply or other power circuits upstream can be used to determine the thickness of tissue encountered by surgical staple and cutting instruments. The determined tissue thickness is then used to control the function of the motor. The power consumption over a given initial time is compared to a given threshold to determine the expected load of the launch system and adjust the control of the motor for that load. A comparison of the energy used or consumed by the power cell can be used to determine tissue thickness and adjust motor control by this comparison. In a variable pulse width motor control system that seeks to achieve a constant set speed, new motor control is performed using pulse width comparison over a given interval as a measure of tissue thickness, and the associated load. Can be adjusted to the program.
図106〜図118に関連して記載されているように、電動式外科用ステープル留め及び切断(外科用器具)の様々な態様を説明する前に、本開示は、本電動式外科用器具が実施され得る機械的及び電気的プラットフォームの概要を説明するため、まず図1〜図105を参照し、電動式外科用器具の基本的な動作及び機能性の理解に必要な背景技術を提供する。したがって、図1〜図14は、本電動式ステープル留め及び切断器具が実装され得る、基盤となる機械的プラットフォームの概要の例を提供する。図15〜図21は、一般的な基盤となるマイクロコントローラ、モータドライブ、及び本電動式外科用器具が実装され得る電気相互接続プラットフォームの例を説明する。図22〜図34は、例示的なエンドエフェクタチャネルフレーム及びエンドエフェクタのアンビルとステープルカートリッジとの間に位置する組織に対して加えられる力の測定を説明する。図35〜図37は、本電動式外科用器具の機能を制御するための例示的な回路を説明する。図38〜図95は、例示的なセンサ及びセンサ出力を用いて本電動式外科用器具を実装するフィードバックシステムを説明する。図97〜図97は、本電動式外科用器具に給電するための例示的な電源組立体を説明する。図98〜図105は、モータ速度及び本外科用器具の駆動可能部材を制御するための制御システムの例を説明し、このシステムは、センサと、そのためのフィードバック要素と、を含む。本電動式外科用器具が実装され得る、基盤となる機械的及び電気的プラットフォームに習熟すると、読者は、組織の厚さに基づいて、外科用ステープル留め及び切断のプロセス中に、モータの速度を調節するように構成された電動式外科用器具の環境の説明に関する図106〜図118に関連した説明に向けられる。 Prior to describing various aspects of electric surgical staple fastening and cutting (surgical instruments), as described in connection with FIGS. 106-118, the present disclosure describes the electric surgical instruments. To outline the mechanical and electrical platforms that can be implemented, first reference to FIGS. 1-105, the background techniques necessary for understanding the basic operation and functionality of electric surgical instruments are provided. Therefore, FIGS. 1-14 provide an example of an overview of the underlying mechanical platform on which the electric stapler and cutting tool can be mounted. 15 to 21 illustrate examples of electrical interconnect platforms on which a general underlying microcontroller, motor drive, and this electric surgical instrument can be mounted. 22-34 illustrate the measurement of the force applied to the tissue located between the exemplary end effector channel frame and the end effector anvil and the staple cartridge. FIGS. 35-37 illustrate an exemplary circuit for controlling the function of the electric surgical instrument. 38-95 illustrate a feedback system that implements the electric surgical instrument using exemplary sensors and sensor outputs. 97-97 illustrates an exemplary power supply assembly for powering the electric surgical instrument. 98-105 illustrate an example of a control system for controlling motor speed and driveable members of the surgical instrument, which system includes a sensor and a feedback element for it. Familiar with the underlying mechanical and electrical platforms on which this electric surgical instrument can be mounted, the reader will be able to increase the speed of the motor during the surgical staple fastening and cutting process based on the thickness of the tissue. Directed to the description related to FIGS. 106-118 regarding the description of the environment of a motorized surgical instrument configured to be adjustable.
したがって、ここで図を参照すると、図1〜図6は、再使用されてもされなくてもよい、切断及び締結用のモータ駆動の外科用器具10を示す。図示の例では、外科用器具10は、臨床医が把持し、操作し、作動させるように構成されているハンドル組立体14を備えるハウジング12を含む。ハウジング12は、1つ又は2つ以上の外科的タスク又は処置を行うように構成されているエンドエフェクタ300が動作可能に結合されている、交換式シャフト組立体200に動作可能に取設するように構成されている。本発明を実施するための形態を読み進めるに従って、本明細書で開示する様々な形態の交換式シャフト組立体の様々な独自で新規な構成が、ロボット制御式の外科用システムと関連させて効果的に用いられ得ることも理解されよう。したがって、「ハウジング」という用語はまた、本明細書に開示する交換式シャフト組立体及びそれらそれぞれの等価物を作動させるのに使用することができる、少なくとも1つの制御運動を生成し適用するように構成された、少なくとも1つの駆動システムを収容するか又は別の方法で動作可能に支持する、ロボットシステムのハウジング又は類似の部分を包含してもよい。「フレーム」という用語は、手持ち式外科用器具の一部分を指してもよい。「フレーム」という用語はまた、ロボット制御式の外科用器具の一部分、及び/又は外科用器具を動作可能に制御するために使用され得るロボットシステムの一部分を表す場合もある。例えば、本明細書で開示する交換式シャフト組立体は、参照によって全ての内容が本明細書に組み込まれる、米国特許第9,072,535号、発明の名称「SURGICAL STAPLING INSTRUMENTS WITH ROTATABLE STAPLE DEPLOYMENT ARRANGEMENTS」で開示されている様々なロボットシステム、器具、構成要素及び方法と共に用いられ得る。
Therefore, with reference to figures here, FIGS. 1-6 show motor-driven
図1〜図2に示されるハウジング12は、外科用ステープルカートリッジ304を中で動作可能に支持するように構成されている、外科用切断及び締結装置を備えるエンドエフェクタ300を含む、交換式シャフト組立体200と関連して示されている。ハウジング12は、種々のサイズ及びタイプのステープルカートリッジを支持するように適合されたエンドエフェクタを含み、種々のシャフトの長さ、サイズ、及びタイプなどを有する交換式シャフト組立体と接続されて使用するように構成されてもよい。加えて、ハウジング12はまた、例えば、運動、並びに高周波(RF)エネルギー、超音波エネルギー及び/又は運動などの他の形態のエネルギーを、様々な外科用途及び処置に関連して用いられるように適合されたエンドエフェクタ構成に印加するように構成された組立体を含んだ様々な他の交換式シャフト組立体と共に効果的に用いられてもよい。更に、エンドエフェクタ、シャフト組立体、ハンドル、外科用器具、及び/又は外科用器具システムは、任意の好適な締結具を利用して組織を締結することができる。例えば、中に取り外し可能に格納された複数の締結具を備える締結具カートリッジが、シャフト組立体のエンドエフェクタに取り外し可能に挿入及び/又は取設され得る。
The
図1は、交換式シャフト組立体200が動作可能に連結された外科用器具10を示している。図2は、ハウジング12又はハンドル組立体14への交換式シャフト組立体200の取設を示している。図4に示すように、ハンドル組立体14は、ねじ、スナップ機構、接着剤などで相互連結され得る一対の相互連結可能なハンドルハウジングセグメント16及び18を備え得る。図示の構成において、ハンドルハウジングセグメント16、18は、臨床医に把持及び操作され得るピストルグリップ部分19を形成するように協働する。以下で更に詳細に論じられるように、ハンドル組立体14は、その中に複数の駆動システムを動作可能に支持し、それら駆動システムは、ハンドル組立体に動作可能に取設された交換式シャフト組立体の対応部分に、様々な制御運動を生成して適用するように構成されている。
FIG. 1 shows a
ここで図4を参照すると、ハンドル組立体14は、複数の駆動システムを動作可能に支持するフレーム20を更に含んでもよい。例えば、フレーム20は、全体として30で示される「第1の」即ち閉鎖駆動システムを動作可能に支持することができ、この閉鎖駆動システムは、動作可能に取設又は結合された交換式シャフト組立体200に対して開閉運動を適用するために用いられてもよい。少なくとも1つの形態では、閉鎖駆動システム30は、フレーム20によって枢動可能に支持される閉鎖トリガ32の形態のアクチュエータを含んでもよい。より具体的には、図4に示されるように、閉鎖トリガ32は、枢動ピン33によってハンドル組立体14に枢動可能に結合されている。かかる構成により、臨床医が閉鎖トリガ32を操作することが可能になり、そのため、臨床医がハンドル組立体14のピストルグリップ部分19を把持するとき、閉鎖トリガ32は、開始位置又は「非作動」位置から「作動」位置へ、より具体的には完全圧縮位置又は完全作動位置へと容易に枢動することができるようになっている。閉鎖トリガ32は、ばね又は他の付勢装置(図示せず)によって、非作動位置へと付勢されてもよい。様々な形態では、閉鎖駆動システム30は、閉鎖トリガ32に枢動可能に連結された閉鎖リンケージ組立体34を更に含む。図4に示されるように、閉鎖リンク機構組立体34は、ピン35によって閉鎖トリガ32に枢動可能に結合された第1の閉鎖リンク36及び第2の閉鎖リンク38を含んでもよい。第2の閉鎖リンク38は、本明細書では「取設部材」と称され得、横断取設ピン37を含み得る。
With reference to FIG. 4, the
依然として図4を参照すると、第1の閉鎖リンク36は、フレーム20に枢動可能に結合された閉鎖解除組立体60と協働するように構成されている端部、つまりロック壁39を有してもよいことが観察できる。少なくとも1つの形態では、閉鎖解除組立体60は、遠位側に突出するロック爪64がその上に形成された閉鎖解除ボタン組立体62を備えてもよい。閉鎖解除ボタン組立体62は、解除ばね(図示せず)によって反時計方向に枢動させられてもよい。臨床医が閉鎖トリガ32をその非作動位置からハンドル組立体14のピストルグリップ部分19に向かって押下すると、ロック爪64が第1の閉鎖リンク36上のロック壁39との保持係合に至る地点に向かって第1の閉鎖リンク36が上向きに枢動し、それによって閉鎖トリガ32が非作動位置に復帰することが防止される。したがって、閉鎖解除組立体60は、閉鎖トリガ32を完全作動位置でロックするように働く。臨床医が、閉鎖トリガ32をロック解除して、それを非作動位置へ付勢することができるようにしたい場合、臨床医は単純に、閉鎖解除ボタン組立体62を枢動させ、それによってロック爪64を移動させて、第1の閉鎖リンク36上のロック壁39との係合から外す。ロック爪64が移動させられて第1の閉鎖リンク36との係合から外れると、閉鎖トリガ32は枢動して非作動位置に戻ってもよい。他の閉鎖トリガロック及び解放構成が用いられてもよい。
Still referring to FIG. 4, the
上記に加えて更に、図10〜図11は、組織を交換式シャフト組立体200の顎部間に位置付けることができる、交換式シャフト組立体200の開放構成、即ち非クランプ構成と関連付けられる非作動位置にある、閉鎖トリガ32を示している。図12は、組織が交換式シャフト組立体200の顎部の間でクランプされる、交換式シャフト組立体200の閉鎖構成、即ちクランプ構成と関連付けられる作動位置にある、閉鎖トリガ32を示している。図11及び図13を比較すると、閉鎖トリガ32をその非作動位置(図11)から作動位置(図13)へと移動させると、閉鎖解除ボタン組立体62が第1の位置(図11)と第2の位置(図13)との間で枢動することが、読者には理解されるであろう。閉鎖解除ボタン組立体62の回転は、上向きの回転であるとして言及され得るが、閉鎖解除ボタン組立体62の少なくとも一部分は、回路基板100に向かって回転させられている。図4を参照すると、閉鎖解除ボタン組立体62は、そこから延在するアーム61と、アーム61に装着される、例えば永久磁石などの磁気要素63と、を含むことができる。閉鎖解除ボタン組立体62をその第1の位置から第2の位置へと回転させると、磁気要素63は、回路基板100に向かって移動することができる。回路基板100は、磁気素子63の移動を検出するように構成された、少なくとも1つのセンサを含むことができる。少なくとも1つの態様では、例えば、磁場センサ65が回路基板100の底面に装着され得る。磁場センサ65は、磁気素子63の移動によって生じる磁場センサ65を取り巻く磁場の変化を検出するように構成され得る。磁場センサ65は、例えば、コントローラ1500と信号連通することができ、コントローラ1500は、閉鎖解除ボタン62が、閉鎖トリガ32の非作動位置及びエンドエフェクタの開放構成と関連付けられるその第1の位置、閉鎖トリガ32の作動位置及びエンドエフェクタの閉鎖構成と関連付けられるその第2の位置、並びに/又は第1の位置と第2の位置との間の任意の位置にあるかを判定できる。
In addition to the above, FIGS. 10-11 show non-operation associated with the open configuration, i.e., non-clamping configuration of the
本開示の全体にわたって用いられているように、磁場センサは、とりわけ、ホール効果センサ、探りコイル、フラックスゲート、光ポンピング、核摂動、SQUID、ホール効果、異方性磁気抵抗、巨大磁気抵抗、磁気トンネル接合、巨大磁気インピーダンス、磁歪/圧電複合材、磁気ダイオード、磁気トランジスタ、光ファイバ、光磁気、及び微小電気機械システム系の磁気センサであってもよい。 As used throughout this disclosure, magnetic field sensors include, among other things, Hall effect sensors, probe coils, flux gates, optical pumping, nuclear perturbations, SQUIDs, Hall effects, anisotropic magnetic resistance, giant magnetic resistance, magnetism. It may be a tunnel junction, a giant magnetic impedance, a magnetic strain / piezoelectric composite material, a magnetic diode, a magnetic transistor, an optical fiber, a photomagnetism, and a magnetic sensor of a microelectromechanical system system.
少なくとも1つの形態では、ハンドル組立体14及びフレーム20は、取設された交換式シャフト組立体の対応部分に対して発射運動を適用するように構成されている、本明細書では発射駆動システム80と称される別の駆動システムを動作可能に支持してもよい。発射駆動システム80はまた、本明細書では「第2の駆動システム」と称され得る。発射駆動システム80は、ハンドル組立体14のピストルグリップ部分19に設置された電気モータ82を用いてもよい。様々な形態では、電動モータ82は、例えば、約25,000RPMの最大回転数を有するブラシ付きDC駆動モータであってもよい。他の構成では、モータとしては、ブラシレスモータ、コードレスモータ、同期モータ、ステッパモータ、又は他の任意の好適な電気モータを挙げることができる。電動モータ82は、一形態では取り外し可能なパワーパック92を備えてもよい、電源90によって給電されてもよい。例えば、図4に示されるように、取り外し可能なパワーパック92は、遠位側ハウジング部分96に取設するために構成されている、近位側ハウジング部分94を備えてもよい。近位側ハウジング部分94及び遠位側ハウジング部分96は、複数の電池98を中に動作可能に支持するように構成されている。電池98はそれぞれ、例えば、リチウムイオン(「LI」)又は他の好適な電池を含んでもよい。遠位側ハウジング部分96は、電動モータ82にやはり動作可能に結合されている、制御回路基板100に取り外し可能かつ動作可能に取設するために構成されている。直列に接続されてもよい多数の電池98が、外科用器具10の電源として使用されてもよい。それに加えて、電源90は、交換可能及び/又は再充電可能であってもよい。
In at least one embodiment, the
他の様々な形態に関連して上に概説したように、電動モータ82は、長手方向に移動可能な駆動部材120上にある駆動歯122の組又はラックと噛み合い係合して装着されるギヤ減速機組立体84と動作可能に連係する、回転式シャフト(図示せず)を含むことができる。使用の際、電源90によって提供される電圧極性によって電気モータ82を時計方向に動作させることができるが、電池によって電気モータに印加される電圧極性は、電気モータ82を反時計方向に動作させるために反転させることができる。電動モータ82がある方向に回転されると、長手方向に移動可能な駆動部材120は、遠位方向「DD」に軸方向に駆動されることになる。電動モータ82が反対の回転方向に駆動されると、長手方向に移動可能な駆動部材120は、近位方向「PD」に軸方向駆動されることになる。ハンドル組立体14は、電源90によって電動モータ82に付与される極性を逆転させるように構成され得るスイッチを備えることができる。本明細書で説明する他の形態と同様に、ハンドル組立体14はまた、長手方向に移動可能な駆動部材120の位置、及び/又は長手方向に移動可能な駆動部材120が移動されている方向を検出するように構成されているセンサを含むこともできる。
As outlined above in relation to various other forms, the
電動モータ82の作動は、ハンドル組立体14上に枢動可能に支持される発射トリガ130によって制御され得る。発射トリガ130は、非作動位置と作動位置との間で枢動させられてもよい。発射トリガ130は、ばね132若しくは他の付勢装置によって非作動位置へと付勢されてもよく、それにより、臨床医が発射トリガ130を解放すると、それがばね132若しくは付勢装置によって非作動位置へと枢動されるか又は別の方法で復帰させられてもよい。少なくとも1つの形態では、発射トリガ130は、上述したように、閉鎖トリガ32の「外側」に位置付けることができる。少なくとも1つの形態では、発射トリガ安全ボタン134が、ピン35によって閉鎖トリガ32に枢動可能に装着されてもよい。発射トリガ安全ボタン134は、発射トリガ130と閉鎖トリガ32との間に位置付けられ、そこから突出する枢動アーム136を有してもよい。図4を参照されたい。閉鎖トリガ32が非作動位置にあるとき、発射トリガ安全ボタン134は、ハンドル組立体14内に収容され、臨床医は容易には安全ボタン134にアクセスすることができず、発射トリガ130の作動を防止する安全位置と、発射トリガ130が発射され得る発射位置との間で移動することもできない。臨床医が閉鎖トリガ32を押下すると、発射トリガ安全ボタン134及び発射トリガ130が下に枢動して、次いで、臨床医がそれらを操作することが可能になる。
The operation of the
上述したように、ハンドル組立体14は、閉鎖トリガ32及び発射トリガ130を含むことができる。図11〜図13を参照すると、発射トリガ130を閉鎖トリガ32に枢動可能に装着することができる。閉鎖トリガ32は、そこから延在するアーム31を含むことができ、発射トリガ130は、枢動ピン33を中心にして枢動可能にアーム31に装着することができる。閉鎖トリガ32をその非作動位置(図11)から作動位置(図13)へと移動させると、上に概説したように、発射トリガ130が下向きに下降することができる。発射トリガ安全ボタン134がその発射位置へと移動した後、主に図18Aを参照すると、発射トリガ130を押下して、外科用器具発射システムのモータを動作させることができる。様々な例では、ハンドル組立体14は、例えば、閉鎖トリガ32の位置及び/又は発射トリガ130の位置を判定するように構成された、システム800などの追跡システムを含むことができる。主に図11及び図13を参照すると、追跡システム800は、例えば、発射トリガ130から延在するアーム801に装着される、磁石802などの磁気要素を含むことができる。追跡システム800は、例えば、磁石802の位置を追跡するように構成され得る、第1の磁場センサ803及び第2の磁場センサ804など、1つ又は2つ以上のセンサを備えることができる。
As mentioned above, the
図11及び図13を比較すると、閉鎖トリガ32をその非作動位置から作動位置へと移動させると、磁石802が、第1の磁場センサ803に隣接した第1の位置と、第2の磁場804に隣接した第2の位置との間で移動できることが、読者には理解されるであろう。
Comparing FIGS. 11 and 13, when the
図11及び図13を比較すると、発射トリガ130を未発射位置(図11)から発射後位置(図13)へと移動させると、磁石802が第2の磁場センサ804に対して移動できることが、読者には更に理解されるであろう。第1及び第2の磁場センサ803及び804は、磁石802の移動を追跡することができ、回路基板100のコントローラと信号連通することができる。第1の磁場センサ803及び/又は第2の磁場センサ804からのデータを用いて、コントローラは、事前定義された経路に沿って磁石802の位置を判定することができ、その位置に基づいて、コントローラは、閉鎖トリガ32がその非作動位置、その作動位置、又はこれらの間の位置にあるかを判定することができる。同様に、第1の磁場センサ803及び/又は第2の磁場センサ804からのデータを用いて、コントローラは、事前定義された経路に沿って磁石802の位置を判定することができ、その位置に基づいて、コントローラは、発射トリガ130がその未発射位置、その完全発射後位置、又はこれらの位置の間にあるかを判定することができる。
Comparing FIGS. 11 and 13, when the firing
上述したように、少なくとも1つの形態では、長手方向可動駆動部材120は、ギヤ減速機組立体84の対応する駆動ギヤ86と噛み合い係合するために、その上に形成された駆動歯122のラックを有する。少なくとも1つの形態はまた、電動モータ82が使用不能になった場合に、臨床医が長手方向に移動可能な駆動部材120を手動で後退させることができるように構成されている、手動作動式の緊急離脱組立体140を含む。緊急離脱組立体140は、手動で枢動させて、長手方向に移動可能な駆動部材120にやはり設けられた歯124とラチェット係合するように構成された、レバー又はハンドル組立体14を含んでもよい。したがって、臨床医は、ハンドル組立体14を使用して長手方向に移動可能な駆動部材120を近位方向「PD」にラチェットで駆動させることによって、長手方向に移動可能な駆動部材120を手動により後退させることができる。米国特許第8,608,045号、発明の名称「POWERED SURGICAL CUTTING AND STAPLING APPARATUS WITH MANUALLY RETRACTABLE FIRING SYSTEM」は、緊急離脱装置、並びにやはり本明細書に開示の様々な器具と共に用いられてもよい他の構成要素、装置、及びシステムを開示している。米国特許第8,608,045号は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
As described above, in at least one embodiment, the longitudinal
ここで図1を参照すると、交換式シャフト組立体200は、外科用ステープルカートリッジ304を中で動作可能に支持するように構成されている細長いチャネル302を備える、エンドエフェクタ300を含む。エンドエフェクタ300は、細長いチャネル302に対して枢動可能に支持されるアンビル306を更に含んでもよい。交換式シャフト組立体200は、シャフト軸線SA−SAに対して所望の位置でエンドエフェクタ300を解除可能に保持するように構成することができる、関節継手270及び関節ロック350(図7)を更に含んでもよい。エンドエフェクタ300、関節継手270、及び関節ロック350の構造と動作に関する詳細は、米国特許出願公開第2014/0263541号、発明の名称「ARTICULATABLE SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING AN ARTICULATION LOCK」に説明されおり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。図7に示されるように、交換式シャフト組立体200は、ノズル部分202、203で構成される近位側ハウジング又はノズル201を更に含むことができる。交換式シャフト組立体200は、エンドエフェクタ300のアンビル306を開閉するために利用することができる、閉鎖管260を更に含むことができる。主としてここで図7を参照すると、交換式シャフト組立体200はスパイン210を含むことができ、スパイン210は、関節ロック350のシャフトフレーム212を固定可能に支持するように構成され得る。図7を参照されたい。スパイン210は、(1)発射部材220を中で摺動可能に支持するように、かつ(2)スパイン210の周りに延在する閉鎖管260を摺動可能に支持するように、構成することができる。スパイン210はまた、関節ドライバ230を摺動可能に支持するように構成することができる。関節ドライバ230は、関節ロック350を動作可能に係合するように構成された遠位端部231を有する。関節ロック350は、エンドエフェクタフレーム(図示せず)上の駆動ピン(図示せず)に動作可能に係合するように適合された、関節フレーム352と連係する。上述したように、関節ロック350及び関節フレームの動作に関する更なる詳細は、米国特許出願公開第2014/0263541号に見出すことができる。様々な状況において、スパイン210は、シャーシ240内で回転可能に支持される近位端部211を備えることができる。1つの構成では、例えば、スパイン210の近位端部211には、シャーシ240内で支持されるように構成されたスパイン軸受216にねじ込みによって取設されるように、ねじ山214が形成される。かかる構成により、シャーシ240に対するスパイン210の回転可能な取設が容易になって、スパイン210を、シャーシ240に対してシャフト軸線SA−SAを中心にして選択可能に回転させることができる。
Referring now to FIG. 1, the
交換式シャフト組立体200は、シャーシ240に対して軸方向に移動され得るようにその中で摺動可能に支持される、閉鎖シャトル250を含む。図3に示されるように、閉鎖シャトル250は、更に詳細に後述するように、第2の閉鎖リンク38に取設される横断取設ピン37に取設するために構成されている、一対の近位側に突出するフック252を含む。閉鎖管260の近位端部261は、相対回転するように閉鎖シャトル250に結合されている。例えば、U字コネクタ263は、閉鎖管260の近位端部261にある環状スロット262に挿入され、閉鎖シャトル250の垂直スロット253内で保定される。かかる構成は、閉鎖管260を閉鎖シャトル250と共に軸方向移動するようにそれに取設する役割を果たし、一方で閉鎖管260がシャフト軸線SA−SAを中心にして閉鎖シャトル250に対して回転することを可能にする。閉鎖ばね268は、閉鎖管260上で軸止され、閉鎖管260を近位方向「PD」に付勢する役割を果たし、それによって、シャフト組立体がハンドル組立体14に動作可能に結合されると、閉鎖トリガを非作動位置へと枢動する役割を果たすことができる。
The
少なくとも1つの形態では、交換式シャフト組立体200は、関節継手270を更に含んでもよい。しかしながら、他の交換式シャフト組立体が、関節屈曲可能でなくてもよい。様々な形態によれば、二重枢動閉鎖スリーブ組立体271は、上側及び下側の遠位側に突出するタング273、274を有する、エンドエフェクタ閉鎖スリーブ組立体272を含む。エンドエフェクタ閉鎖スリーブ組立体272は、馬蹄形アパーチャ275と、米国特許出願公開第2014/0263541号に記載される様々な方式でアンビル306上の開放タブと係合するためのタブ276と、を含む。本明細書で更に詳述するように、馬蹄形アパーチャ275及びタブ276は、アンビル306が開放されているときにアンビル上のタブに係合する。上側二重枢動リンク277は、閉鎖管260上にある上部近位突出タング273の上部遠位ピンホール、及び上部遠位突出タング264の上部近位ピンホールにそれぞれ係合する、上向きに突出する遠位及び近位枢動ピンを含む。下部二重枢動リンク278は、下部近位突出タング274の下部遠位ピンホール、及び下部遠位突出タング265の下部近位ピンホールにそれぞれ係合する、上向きに突出する遠位及び近位枢動ピンを含む。図7も参照されたい。
In at least one form, the
使用の際、閉鎖管260は、例えば、閉鎖トリガ32の作動に応答して、アンビル306を閉鎖するように遠位側(方向「DD」)に並進される。アンビル306は、閉鎖管260を、したがってエンドエフェクタ閉鎖スリーブ組立体272を遠位側に並進させて、前述の参照の米国特許出願公開第2014/0263541号に記載されている方式でアンビル306の近位表面に衝突させることによって閉鎖される。同参照文献にやはり詳細に記載されているように、閉鎖管260及びエンドエフェクタ閉鎖スリーブ組立体272を近位側に並進させて、タブ276及び馬蹄形アパーチャ275をアンビルタブに接触させ、それを押してアンビル306を持ち上げることによって、アンビル306が開放される。アンビル開位置において、閉鎖管260は、その近位位置へと移動させられる。
In use, the
上述したように、外科用器具10は、エンドエフェクタ300を定位置で選択的にロックするように構成し動作させることができる、米国特許出願公開第2014/0263541号に更に詳細に記載されているタイプ及び構造の関節ロック350を更に含んでもよい。かかる構成によって、関節ロック350がそのロック解除状態にあるとき、エンドエフェクタ300を、閉鎖管260に対して回転させること、即ち関節運動させることが可能になる。かかるロック解除状態では、エンドエフェクタ300を閉鎖管260に対して関節運動させるために、エンドエフェクタ300を、例えば、患者の体内の手術部位を取り囲む軟組織及び/又は骨に対して位置付け、押すことができる。エンドエフェクタ300はまた、関節ドライバ230によって閉鎖管260に対して関節運動させてもよい。
As mentioned above, the
やはり上述したように、交換式シャフト組立体200は、スパイン210内で軸方向移動するように支持される発射部材220を更に含む。発射部材220は、遠位側切断部分又はナイフバー280に取設するために構成されている中間発射シャフト部分222を含む。発射部材220はまた、本明細書において「第2のシャフト」及び/又は「第2のシャフト組立体」と称され得る。図7に示されるように、中間発射シャフト222は、その遠位端に、ナイフバー280の近位端282にあるタブ284を受容するように構成することができる、長手方向スロット223を含んでもよい。長手方向スロット223及び近位端部282は、それらの間の相対運動を可能にするようにサイズ決めして構成することができ、かつスリップ継手286を備えることができる。スリップ継手286は、ナイフバー280を移動させずに、又は少なくとも実質的に移動させずに、発射部材220の中間発射シャフト222を移動させて、エンドエフェクタ300を関節運動させることを可能にすることができる。エンドエフェクタ300が好適に配向されると、エンドエフェクタ300が好適に配向された後は、ナイフバー280を進め、チャネル302内に位置するステープルカートリッジを発射するため、長手方向スロット223の近位側の側壁がタブ284に接触するまで、中間発射シャフト222を遠位側に進めることができる。図7で更に分かるように、スパイン210は、細長開口部又は窓213を有して、スパイン210への中間発射シャフト222の組み立て及び挿入を容易にしている。中間発射シャフト222が挿入されると、頂部フレームセグメント215がシャフトフレーム212と係合されて、中間発射シャフト222及びナイフバー280を中に封入し得る。発射部材220の動作に関する更なる説明は、米国特許出願公開第2014/0263541号に見出すことができる。
As also mentioned above, the
上記に加えて更に、交換式シャフト組立体200は、関節ドライバ230を発射部材220に選択的かつ解除可能に結合するように構成することができる、クラッチ組立体400を含むことができる。1つの形態では、クラッチ組立体400は、発射部材220の周りに位置付けられるロックカラー、即ちロックスリーブ402を含み、ロックスリーブ402は、ロックスリーブ402が関節ドライバ360を発射部材220に結合する係合位置と、関節ドライバ360が発射部材220に動作可能に結合されない係合解除位置との間で回転され得る。ロックスリーブ402がその係合位置にあるとき、発射部材220の遠位方向移動によって、関節ドライバ360を遠位側に移動させることができ、それに対応して、発射部材220の近位方向移動によって、関節ドライバ230を近位側に移動させることができる。ロックスリーブ402がその係合解除位置にあるとき、発射部材220の移動は、関節ドライバ230に伝達されず、結果として、発射部材220は、関節ドライバ230とは独立して移動することができる。様々な状況において、関節ドライバ230が発射部材220によって近位又は遠位方向で移動させられていないとき、関節ドライバ230を関節ロック350によって定位置で保持することができる。
In addition to the above, the
図7〜図9に示されるように、交換式シャフト組立体200は、閉鎖管260上に回転可能に受容されるスイッチドラム500を更に含む。スイッチドラム500は、外向き突出作動ピン410を中に受容するためのシャフトボス504が形成された中空シャフトセグメント502を備える。様々な状況において、作動ピン410は、スロット267を通って、ロックスリーブ402に設けられた長手方向スロット408内へと延在して、ロックスリーブ402が関節ドライバ230と係合されたときにその軸方向運動を容易にする。回転ねじりばね420は、図8に示されるように、スイッチドラム500のシャフトボス504及びノズルハウジング203の一部分に係合して、付勢力をスイッチドラム500に加えるように構成されている。スイッチドラム500は、そこに画定された、少なくとも部分的に円周方向の開口部506を更に備えることができ、その開口部は、図5及び図6を参照すると、ノズル部分202、203から延在する円周方向マウント204、205を受容し、スイッチドラム500とノズル201との間の相対回転は許容するが並進は許容しないように構成することができる。これらの図に示されるように、円周方向マウント204及び205はまた、閉鎖管260の開口部266を通って延在して、スパイン210の陥凹部に収まる。しかしながら、円周方向マウント204、205がスイッチドラム500内のそれぞれの部分的に円周方向の開口部506の端部に達する点までノズル201が回転すると、スイッチドラム500がシャフト軸線SA−SAを中心にして回転する。スイッチドラム500が回転すると、最終的に、作動ピン410及びロックスリーブ402が、その係合位置と係合解除位置との間で回転することになる。したがって、本質的に、ノズル201は、米国特許出願公開第2014/0263541号に更に詳細に記載されている様々な方式で、関節駆動システムと発射駆動システムとを動作可能に係合及び係合解除するために用いることができる。
As shown in FIGS. 7-9, the
やはり図7〜図9に示されるように、交換式シャフト組立体200は、例えば、エンドエフェクタ300との間で電力を伝導し、かつ/又はエンドエフェクタ300との間で信号を通信するように構成することができる、スリップリング組立体600を備えることができる。スリップリング組立体600は、シャーシ240から延在するシャーシ装着フランジ242に装着される近位コネクタフランジ604と、ノズル部分202、203に画定されたスロット内に位置付けられる遠位コネクタフランジ601とを備えることができる。近位コネクタフランジ604は第1の面を備えることができ、遠位コネクタフランジ601は、第1の面に隣接して位置付けられ、かつ第1の面に対して移動可能である第2の面を備えることができる。遠位コネクタフランジ601は、シャフト軸線SA−SAを中心にして、近位コネクタフランジ604に対して回転することができる。近位コネクタフランジ604は、その第1の面に画定される、複数の同心の、又は少なくとも実質的に同心の導体602を備えることができる。コネクタ607は、遠位コネクタフランジ601の近位側に装着することができ、複数の接点(図示なし)を有してもよく、各接点は、導体602のうち1つに対応してそれと電気的に接触する。かかる構成により、近位側コネクタフランジ604と遠位側コネクタフランジ601とが、それらの間の電気的接触を維持したまま相対回転することが可能になる。近位コネクタフランジ604は、例えば、シャーシ240に装着されたシャフト回路基板610と信号連通して導体602を配置することができる、電気コネクタ606を含むことができる。少なくとも1つの例では、複数の導体を備える配線ハーネスが、電気コネクタ606とシャフト回路基板610との間に延在することができる。電気コネクタ606は、シャーシ装着フランジ242に画定されたコネクタ開口部243を通って近位側に延在してもよい。米国特許出願公開第2014/0263551号、発明の名称「STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM」は、その全体を参照により本明細書に組み込む。米国特許出願公開第2014/0263552号、名称「STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM」は、その全体を参照により本明細書に組み込む。スリップリング組立体600に関する更なる詳細は、米国特許出願公開第2014/0263541号に見出すことができる。
As also shown in FIGS. 7-9, the
上述のように、交換式シャフト組立体200は、ハンドル組立体14に固定可能に装着される近位部分と、長手方向軸線を中心に回転可能である遠位部分とを含み得る。回転可能な遠位シャフト部分は、上述したように、スリップリング組立体600を中心にして近位部分に対して回転させることができる。スリップリング組立体600の遠位コネクタフランジ601は、回転可能な遠位シャフト部分内に位置付けることができる。また、上記に加えて更に、スイッチドラム500も、回転可能な遠位シャフト部分内に位置付けることができる。回転可能な遠位シャフト部分を回転させると、遠位コネクタフランジ601及びスイッチドラム500を互いに同期して回転させることができる。それに加えて、スイッチドラム500を、遠位コネクタフランジ601に対して第1の位置と第2の位置との間で回転させることができる。スイッチドラム500がその第1の位置にあると、関節駆動システムが発射駆動システムから動作可能に係合解除されてもよく、したがって、発射駆動システムの動作によって、交換式シャフト組立体200のエンドエフェクタ300を関節運動させることができない。スイッチドラム500がその第2の位置にあると、関節駆動システムが発射駆動システムと動作可能に係合されてもよく、したがって、発射駆動システムの動作によって交換式シャフト組立体200のエンドエフェクタ300を関節運動させることができる。スイッチドラム500をその第1の位置と第2の位置との間で移動させると、スイッチドラム500は、遠位コネクタフランジ601に対して移動させられる。様々な例において、交換式シャフト組立体200は、スイッチドラム500の位置を検出するように構成された少なくとも1つのセンサを備えることができる。次に図9を参照すると、遠位コネクタフランジ601は、例えば磁場センサ605を備えることができ、スイッチドラム500は、例えば永久磁石505などの磁気要素を備えることができる。磁場センサ605は、永久磁石505の位置を検出するように構成され得る。スイッチドラム500が第1の位置と第2の位置との間で回転されるとき、永久磁石505は磁場センサ605に対して移動し得る。様々な事例において、磁場センサ605は、永久磁石505が移動されるときに生じる磁場の変化を検出し得る。磁場センサ605は、例えば、シャフト回路基板610及び/又はハンドル内に位置する回路基板100と信号連通し得る。磁場センサ605からの信号に基づき、シャフト回路基板610及び/又はハンドル内に位置するハンドル回路基板100上のコントローラは、関節駆動システムが発射駆動システムと係合されるか又はそこから係合解除されるかどうかを判定し得る。
As described above, the
再び図3を参照すると、シャーシ240は、フレーム20の遠位側取設フランジ700内に形成された、対応するダブテールスロット702に受容されるように適合された、シャーシ上に形成された少なくとも1つの、好ましくは2つの先細取設部分244を含む。各ダブテールスロット702は、先細取設部分244を中に収めて受容するように、先細であってもよく、又は言い換えればある程度V字形であってもよい。図3から更に分かるように、シャフト取設ラグ226が、中間発射シャフト222の近位端に形成される。更に詳細に後述するように、交換式シャフト組立体200がハンドル組立体14に結合されると、シャフト取設ラグ226は、例えば、図3及び図6に示すように、長手方向に移動可能な駆動部材120の遠位端125に形成された発射シャフト取設クレードル126に受容される。
Referring again to FIG. 3, the
様々なシャフト組立体は、交換式シャフト組立体200をハウジング12に、より具体的にはフレーム20に取り外し可能に結合するためのラッチシステム710を用いる。近位側に突出するロックラグ714にはそれぞれ、シャーシ240に形成された対応する穴245に受容されるように適合された、枢動ロックラグ716が形成される。かかる構成により、ロックヨーク712をシャーシ240に枢動可能な取設を容易にする。ロックヨーク712は、フレーム20の遠位側取設フランジ700の対応するロック移動止め又は溝704と解除可能に係合するように構成された、2つの近位側に突出するロックラグ714を含んでもよい。図3を参照されたい。様々な形態では、ロックヨーク712は、ばね又は付勢部材(図示せず)によって近位方向に付勢される。ロックヨーク712の作動は、シャーシ240に装着されたラッチアクチュエータ組立体720上に摺動可能に装着される、ラッチボタン722によって遂行されてもよい。ラッチボタン722は、ロックヨーク712に対して近位方向に付勢されていてもよい。更に詳細に後述するように、ロックヨーク712は、ラッチボタンを遠位方向で付勢することによってロック解除位置へと移動させられてもよく、それによってまた、ロックヨーク712が枢動して、フレーム20の遠位側取設フランジ700との保定係合から外れる。ロックヨーク712がフレーム20の遠位側取設フランジ700と「保定係合」しているとき、枢動ロックラグ716は、遠位側取設フランジ700の対応するロック移動止め又は溝704内に保定されて収まっている。
Various shaft assemblies use a
組織を切断し締結するように適合された本明細書に記載されるタイプのエンドエフェクタ、並びに他のタイプのエンドエフェクタを含む、交換式シャフト組立体を用いる場合、エンドエフェクタの作動中に交換式シャフト組立体がハウジングから不用意に分離されることを防止することが望ましいことがある。例えば、使用の際、臨床医は、閉鎖トリガ32を作動させて標的組織を把持し、所望の位置へと操作することがある。標的組織がエンドエフェクタ300内に所望の配向で位置付けられると、臨床医は、次に、閉鎖トリガ32を完全に作動させてアンビル306を閉鎖し、標的組織を切断及びステープル留めの位置でクランプしてもよい。その場合、第1の駆動システム30は、完全に作動している。標的組織がエンドエフェクタ300にクランプされた後、交換式シャフト組立体200がハウジング12から不用意に分離されることを防止することが望ましいことがある。ラッチシステム710の1つの形態は、かかる不用意な分離を防止するように構成されている。
When using a replaceable shaft assembly that includes end effectors of the types described herein adapted to cut and fasten tissue, as well as other types of end effectors, the end effector is replaceable during operation. It may be desirable to prevent the shaft assembly from being inadvertently separated from the housing. For example, during use, the clinician may activate the
ロックヨーク712は、閉鎖シャトル250上に形成されたロックラグ部分256に接触するように適合された、少なくとも1つの、好ましくは2つのロックフック718を含む。図10及び11を参照すると、閉鎖シャトル250が非作動位置にある(即ち、第1の閉鎖駆動システム30が非作動で、アンビル306が開放されている)とき、ロックヨーク712を遠位方向で枢動させて、交換式シャフト組立体200をハウジング12からロック解除してもよい。その位置では、ロックフック718は、閉鎖シャトル250上のロックラグ256に接触しない。しかしながら、閉鎖シャトル250を作動位置へと移動させる(即ち、第1の閉鎖駆動システム30を作動させ、アンビル306が閉位置にある)と、ロックヨーク712がロック解除位置へと枢動することが防止される。図12及び13を参照されたい。言い換えると、臨床医がロックヨーク712をロック解除位置へと枢動させようとした場合、又は例えば、ロックヨーク712が、別の場合では遠位側に枢動することがあるような形で不用意に突き当たるか又は接触した場合、ロックヨーク712上のロックフック718が閉鎖シャトル250上のロックラグ256に接触し、ロックヨーク712がロック解除位置へと移動することを防止する。
The
これから、ハンドル組立体14への交換式シャフト組立体200の取設について、図3を参照して記載する。結合プロセスを開始するために、臨床医は、シャーシ240上に形成された先細取設部分244がフレーム20のダブテールスロット702と位置合わせされるようにして、交換式シャフト組立体200のシャーシ240をフレーム20の遠位側取設フランジ700の上方に、又はそれに隣接して位置付けてもよい。臨床医は、次に、交換式シャフト組立体200を、シャフト軸線SA−SAに垂直な設置軸線IAに沿って移動させて、先細取設部分244を対応するダブテール受容スロット702と「動作可能に係合」させて収めてもよい。その際、中間発射シャフト222上のシャフト取設ラグ226もまた、長手方向に移動可能な駆動部材120の発射シャフト取設クレードル126に収められ、第2の閉鎖リンク38上にある横断取設ピン37の部分が、閉鎖シャトル250の対応するフック252に収められる。本明細書で使用するとき、2つの構成要素の文脈における「動作可能な係合」という用語は、それら2つの構成要素が互いに十分に係合され、それにより、作動運動をそれらに適用すると、構成要素が意図される行為、機能、及び/又は手順を実施し得ることを意味する。
The installation of the
上で考察したように、交換式シャフト組立体200の少なくとも5つのシステムが、ハンドル組立体14の少なくとも5つの対応するシステムと動作可能に結合され得る。第1のシステムは、交換式シャフト組立体200のフレーム又はスパインをハンドル組立体14のフレーム20と結合及び/又は位置合わせするフレームシステムを備えることができる。別のシステムは、ハンドル組立体14の閉鎖トリガ32と、閉鎖管260と、交換式シャフト組立体200のアンビル306とを動作可能に接続することができる閉鎖駆動システム30を備えることができる。上で概説したように、交換式シャフト組立体200の閉鎖シャトル250を、第2の閉鎖リンク38の横断取設ピン37と係合させることができる。別のシステムは、ハンドル組立体14の発射トリガ130を交換式シャフト組立体200の中間発射シャフト222と動作可能に接続することができる発射駆動システム80を備えることができる。
As discussed above, at least five systems of
上で概説したように、シャフト取設ラグ226は、長手方向に移動可能な部材120の発射シャフト取設クレードル126と動作可能に接続することができる。別のシステムは、例えば交換式シャフト組立体200などのシャフト組立体が、ハンドル組立体14と動作可能に係合されていることを、例えばコントローラなど、ハンドル組立体14内のコントローラに信号伝達することができ、並びに/又は(2)電力及び/若しくは通信信号を交換式シャフト組立体200とハンドル組立体14との間で伝導することができる電気システムを含むことができる。例えば、交換式シャフト組立体200は、シャフト回路基板610に動作可能に装着される電気コネクタ1410を含むことができる。シャフト上に位置する電気コネクタ1410は、ハンドル内に位置する回路基板100上で電気コネクタ1400と係合するように構成されている。回路及び制御システムに関する更なる詳細は、米国特許出願公開第2014/0263541号に見出すことができる。第5のシステムは、交換式シャフト組立体200をハンドル組立体14に解除可能にロックするラッチングシステムで構成されてもよい。
As outlined above, the
図14を参照すると、エンドエフェクタ300の非限定的な形態が示されている。上で説明したように、エンドエフェクタ300は、アンビル306及び外科用ステープルカートリッジ304を含んでもよい。この非限定的な例では、アンビル306は、細長いチャネル198に結合されている。例えば、アパーチャ199を、アンビル306から延在するピン152を受容することができる細長いチャネル198内に画定することができ、アパーチャ199によって、細長いチャネル198及び外科用ステープルカートリッジ304に対してアンビル306を開位置から閉位置まで枢動させることができる。加えて、図14は、エンドエフェクタ300内へと長手方向で並進するように構成されている発射バー172を示している。発射バー172は、1つの中実部分から構築されてもよく、又は様々な例では、例えば鋼板のスタックを含む、積層材料を含んでもよい。発射バー172の遠位側に突出する端部は、E型梁178に取設することができ、E型梁178は、中でも特に、アンビル306が閉位置にあるとき、細長いチャネル198内に位置付けられた外科用ステープルカートリッジ304からアンビル306を離すことを支援することができる。E型梁178はまた、E型梁178を発射バー172によって遠位側に前進させながら組織を切るために使用することができる、鋭利な切刃182を含むことができる。動作中、E型梁178はまた、外科用ステープルカートリッジ304を作動させること、即ち発射することができる。外科用ステープルカートリッジ304は、ステープルドライバ192上に載置された複数のステープル191を、それぞれの上向きに開いたステープルキャビティ195内で保持する、成型カートリッジ本体194を含むことができる。楔形スレッド190は、E型梁178によって遠位側に駆動されて、外科用ステープルカートリッジ304の様々な構成要素を共に保持するカートリッジトレイ196上を摺動する。楔形スレッド190は、E型梁178の切刃182がクランプされた組織を切る間、ステープルドライバ192を上向きにカム駆動して、ステープル191を追い出してアンビル306と変形接触させる。
With reference to FIG. 14, a non-limiting form of the
上記に加えて更に、E型梁178は、発射の間、アンビル306に係合する上部ピン180を含むことができる。E型梁178は、カートリッジ本体194、カートリッジトレイ196、及び細長いチャネル198の様々な部分に係合することができる、中央ピン184と下部フット186とを更に含むことができる。外科用ステープルカートリッジ304が細長いチャネル198内に位置付けられると、カートリッジ本体194に画定されたスロット193を、カートリッジトレイ196に画定された長手方向スロット197及び細長いチャネル198に画定されたスロット189と位置合わせすることができる。使用の際、E型梁178は、位置合わせされた細長いスロット193、197、及び189を通って摺動することができ、図14に示されるように、E型梁178の下部フット186は、スロット189の長さに沿って細長いチャネル198の底面に沿って通っている溝に係合することができ、中央ピン184は、長手方向スロット197の長さに沿ってカートリッジトレイ196の上面に係合することができ、上部ピン180は、アンビル306に係合することができる。かかる状況では、発射バー172が遠位側へと移動させられて、ステープルを外科用ステープルカートリッジ304から発射し、かつ/又はアンビル306と外科用ステープルカートリッジ304との間に捕捉された組織を切開するにつれて、E型梁178は、アンビル306と外科用ステープルカートリッジ304とを離すか、又はこれらの相対移動を制限することができる。その後、発射バー172及びE型梁178を近位側へと後退させることができ、それによってアンビル306を開いて、ステープル留めされ切られた2つの組織部分を解放することができる(図示せず)。
In addition to the above, the
外科用器具10(図1〜図14)について一般的用語で記載してきたが、ここで、外科用器具10の様々な電気/電子構成要素について詳細に記載する。図2及び図3を再び参照すると、ハンドル組立体14は、複数の電気接点を備える電気コネクタ1400を含むことができる。ここで図15を参照すると、電気コネクタ1400は、例えば、第1の電気接点1401aと、第2の電気接点1401bと、第3の電気接点1401cと、第4の電気接点1401dと、第5の電気接点1401eと、第6の電気接点1401fと、を備えることができる。図示の例は6つの接点を利用しているが、6つより多い接点又は6つより少ない接点を利用し得る他の例も考えられる。
Now that the surgical instrument 10 (FIGS. 1-14) has been described in general terms, the various electrical / electronic components of the
図15に示されるように、第1の電気接点1401aは、トランジスタ1408と電気的に連通することができ、電気接点1401b〜1401eは、コントローラ1500と電気的に連通することができ、第6の電気接点1401fは、アースと電気的に連通することができる。特定の状況では、ハンドル1042が給電状態にあるとき、電気接点1401b〜1401eのうち1つ又は2つ以上が、コントローラ1500の1つ又は2つ以上の出力チャネルと電気的に連通していてもよく、通電することができ、又は電位を印加することができる。いくつかの状況では、電気接点1401b〜1401eのうち1つ又は2つ以上が、コントローラ1500の1つ又は2つ以上の入力チャネルと電気的に連通していてもよく、ハンドル組立体14が給電状態にあるとき、コントローラ1500は、かかる電気接点に電位が印加されたときにそれを検出するように構成することができる。例えば、交換式シャフト組立体200などのシャフト組立体が、ハンドル組立体14に組み付けられたとき、電気接点1401a〜1401fは、互いに連通しなくてもよい。しかしながら、シャフト組立体がハンドル組立体14に組み付けられていないとき、電気コネクタ1400の電気接点1401a〜1401fは、露出していてもよく、またいくつかの状況では、電気接点1401a〜1401fのうち1つ又は2つ以上が、偶然に互いに電気的に連通されて配置されてもよい。かかる状況は、例えば、電気接点1401a〜1401fのうち1つ又は2つ以上が導電性材料と接触すると生じる可能性がある。これが生じると、例えば、コントローラ1500が、エラー入力を受信する場合があり、かつ/又は交換式シャフト組立体200が、エラー出力を受信する場合がある。この問題に対処するために、様々な状況では、例えば、交換式シャフト組立体200などのシャフト組立体がハンドル組立体14に取設されていないとき、ハンドル組立体14は、給電されなくてもよい。
As shown in FIG. 15, the first
他の状況では、例えば、交換式シャフト組立体200などのシャフト組立体が、ハンドル1042に取設されていないとき、ハンドル1042に給電することができる。かかる状況では、コントローラ1500は、シャフト組立体がハンドル組立体14に取設されるまで、コントローラ1500と電気的に連通している接点、即ち、例えば電気接点1401b〜1401eに印加される、入力又は電位を無視するように構成することができる。コントローラ1500は、そのような状況下でハンドル組立体14の他の機能を操作するために電力を供給されてもよいが、ハンドル組立体14は非給電状態にあってもよい。ある意味で、電気接点1401b〜1401eに加えられる電位がハンドル組立体14の動作に影響することがないので、電気コネクタ1400は非給電状態にあってもよい。電気接点1401b〜1401eが給電停止状態にあっても、コントローラ1500と電気的に連通していない電気接点1401a及び1401fは給電停止状態にあってもなくてもよいことが、読者には理解されるであろう。例えば、第6の電気接点1401fは、ハンドル組立体14が給電状態にあるか給電停止状態にあるかに関わらず、アースと電気的に連通したままであってもよい。
In other situations, the handle 1042 can be powered when a shaft assembly, such as, for example, the
更に、トランジスタ1408、及び/又は例えばトランジスタ1412などの任意の他の好適なトランジスタの配置、及び/又はスイッチは、ハンドル組立体14が給電状態にあるか給電停止状態にあるかに関わらず、例えばハンドル組立体14内の電池などの電源1404から第1の電気接点1401aへの電力の供給を制御するように構成されてもよい。様々な状況では、交換式シャフト組立体200は、例えば、交換式シャフト組立体200がハンドル組立体14と係合されたときにトランジスタ1408の状態を変化させるように構成することができる。特定の状況下では、以下に加えて、磁場センサ1402は、トランジスタ1412の状態を切り換えるように構成され得、トランジスタ1412は結果として、トランジスタ1408の状態を切り換えて、最終的に電源1404から第1の電気接点1401aに電力を供給することができる。このようにして、電気コネクタ1400までの電源回路と信号回路の両方に対して、シャフト組立体がハンドル組立体14に設置されていないときは給電停止し、シャフト組立体がハンドル組立体14に設置されているときは給電することができる。
Further, the arrangement of the
様々な状況では、図15を再び参照すると、ハンドル組立体14は、例えば磁場センサ1402を含むことができ、磁場センサ1402は、シャフト組立体がハンドル組立体14に結合されると、例えば交換式シャフト組立体200などのシャフト組立体上の、例えば磁気要素1407(図3)などの検出可能な要素を検出するように構成することができる。磁場センサ1402は、例えば電池などの電源1406によって給電することができ、電源1406は実際に、磁場センサ1402の検出信号を増幅し、図15に示される回路を介してコントローラ1500の入力チャネルと通信することができる。コントローラ1500が、シャフト組立体がハンドル組立体14に少なくとも部分的に結合されていること、また結果として、電気接点1401a〜1401fが露出しなくなっていることを示す入力を受信すると、コントローラ1500は、通常の、つまり給電動作状態に入ることができる。かかる動作状態では、コントローラ1500は、その通常の使用時に、電気接点1401b〜1401eのうち1つ又は2つ以上にシャフト組立体から伝達された信号を評価し、かつ/又は、電気接点1401b〜1401eのうち1つ又は2つ以上を通してシャフト組立体に信号を伝達する。様々な状況において、磁場センサ1402が磁気要素1407を検出し得るにはその前に、交換式シャフト組立体200が完全に着座されなければならない場合がある。交換式シャフト組立体200の存在を検出するために磁場センサ1402を利用することができるが、例えば、シャフト組立体がハンドル組立体14に組み付けられているか否かを検出するために、センサ及び/又はスイッチの任意の好適なシステムを利用することができる。このようにして、上記に加えて更に、電気コネクタ1400までの電源回路と信号回路の両方に対して、シャフト組立体がハンドル組立体14に設置されていないときは給電停止し、シャフト組立体がハンドル組立体14に設置されているときは給電することができる。
In various situations, referring again to FIG. 15, the
様々な実施形態において、本開示の全体にわたって用いられているように、例えば、シャフト組立体がハンドル組立体14に組み付けられているか否かを検出するために、任意の好適な磁場センサが用いられてもよい。例えば、磁場感知に使用される技術としては、とりわけ、ホール効果センサ、探りコイル、フラックスゲート、光ポンピング、核摂動、SQUID(超伝導量子干渉素子、ジョセフソン接合を含む超伝導ループに基づく、極めて弱い磁場の測定に用いられる非常に高感度の磁力計)、ホール効果、異方性磁気抵抗、巨大磁気抵抗、磁気トンネル接合、巨大磁気インピーダンス、磁歪/圧電複合材、磁気ダイオード、磁気トランジスタ、光ファイバ、光磁気、及び微小電気機械システム系の磁気センサが挙げられる。
In various embodiments, as used throughout the disclosure, any suitable magnetic field sensor is used, for example, to detect whether the shaft assembly is assembled to the
図15を参照すると、コントローラ1500は、一般に、プロセッサ(「マイクロプロセッサ」)と、プロセッサに動作可能に結合された1つ又は2つ以上のメモリユニットとを備えてもよい。メモリに記憶された命令コードを実行することによって、プロセッサは、例えば、モータ、様々な駆動システム、及び/又はユーザディスプレイなど、外科用器具の様々な構成要素を制御してもよい。コントローラ1500は、集積型及び/若しくは個々のハードウェア要素、ソフトウェア要素、並びに/又はそれら両者の組み合わせを用いて実装され得る。集積型ハードウェア要素の例としては、プロセッサ、マイクロプロセッサ、コントローラ、コントローラ、集積回路、特定用途向け集積回路(ASIC)、プログラマブル論理デバイス(PLD)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、論理ゲート、レジスタ、半導体素子、チップ、マイクロチップ、チップセット、コントローラ、システムオンチップ(SoC)、及び/又はシステムインパッケージ(SIP)が挙げられ得る。離散的なハードウェア要素の例としては、論理ゲート、電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ、抵抗、コンデンサ、インダクタ、及び/若しくはリレーなど、回路並びに/又は回路素子が挙げられ得る。特定の例では、コントローラ1500は、例えば、1つ又は2つ以上の基板上に離散的及び集積型の回路素子又は構成要素を含むハイブリッド回路を含んでもよい。
Referring to FIG. 15,
図15を参照すると、コントローラ1500は、例えば、Texas Instrumentsから入手可能なLM4F230H5QRであってもよい。特定の例では、Texas InstrumentsのLM4F230H5QRは、製品データシートから容易に入手可能な他の機構の中でも、最大40MHz、256KBの単一サイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリと、40MHz超の性能を改善するためのプリフェッチバッファと、32KBの単一サイクルシリアルランダムアクセスメモリ(SRAM)と、StellarisWare(登録商標)ソフトウェアを搭載した内部読み取り専用メモリ(ROM)と、2KBの電気的消去可能なプログラマブル読み取り専用メモリ(EEPROM)と、1つ又は2つ以上のパルス幅変調(PWM)モジュールと、1つ又は2つ以上のアナログ直交エンコーダ入力部(QEI)と、12個のアナログ入力チャネルを備えた、1つ又は2つ以上の12ビットアナログデジタル変換器(ADC)と、を備えたARM Cortex−M4Fプロセッサコアである。他のコントローラが、本開示と共に使用するために容易に代用され得る。したがって、本開示は、この文脈に限定されるべきではない。
Referring to FIG. 15,
上述したように、ハンドル組立体14及び/又は交換式シャフト組立体200は、交換式シャフト組立体200がハンドル組立体14に組み付けられていないとき、又は完全に組み付けられていないときに、ハンドル上に位置する電気コネクタ1400の接点及び/又はシャフト上に位置する電気コネクタ1410の接点が短絡することを防止するか、又は少なくともその可能性を低減するように構成されている、システム及び構成を含むことができる。図3を参照すると、ハンドル上に位置する電気コネクタ1400は、フレーム20に画定されたキャビティ1409内に少なくとも部分的に入り込ませることができる。電気コネクタ1400の6つの電気接点1401a〜1401fは、キャビティ1409内に完全に入り込ませることができる。かかる配置は、物体が電気接点1401a〜1401fの1つ又は2つ以上に偶発的に接触する可能性を低減することができる。同様に、シャフト上に位置する電気コネクタ1410を、シャーシ240に画定された陥凹部内に位置付けることができ、それによって、物体がシャフト上に位置する電気コネクタ1410の電気接点1411a〜1411fのうち1つ又は2つ以上に偶発的に接触する可能性を低減することができる。図3に示される特定の例に関して、シャフト上に位置する電気接点1411a〜1411fは、雄接点を備えることができる。少なくとも1つの例では、シャフトに位置する電気接点1411a〜1411fは、例えば、ハンドル上に位置する電気接点1401a〜1401fを係合するように構成することができる、電気接点から延在する可撓性突出部を備えることができる。ハンドル上に位置する電気接点1401a〜1401fは、雌接点を備えることができる。少なくとも1つの例では、ハンドル上に位置する各電気接点1401a〜1401fは、例えば、平坦面を備えることができ、それに接してシャフト上に位置する雄電気接点1401a〜1401fがワイプし、即ち摺動し、接点間の導電性の連係を維持することができる。様々な事例では、交換式シャフト組立体200がハンドル組立体14に組み付けられる方向は、ハンドル上に位置する電気接点1401a〜1401fに対して平行であるか、又は少なくとも実質的に平行であることができ、それにより、交換式シャフト組立体200がハンドル組立体14に組み付けられると、シャフト上に位置する電気接点1411a〜1411fは、ハンドル上に位置する電気接点1401a〜1401fに接して摺動する。様々な代替的な例では、ハンドルに位置する電気接点1401a〜1401fが雄接点を備えることができ、シャフト上に位置する電気接点1411a〜1411fが雌接点を備えることができる。特定の代替的な例では、ハンドル上に位置する電気接点1401a〜1401f及びシャフト上に位置する電気接点1411a〜1411fは、接点の任意の好適な配置を備えることができる。
As described above, the
様々な事例では、ハンドル組立体14は、ハンドル上に位置する電気コネクタ1400を少なくとも部分的に被覆するように構成されているコネクタガード、及び/又はシャフト上に位置する電気コネクタ1410を少なくとも部分的に被覆するように構成されたコネクタガードを備えることができる。コネクタガードは、シャフト組立体がハンドルに組み付けられていないとき、又は部分的にのみ組み付けられているとき、物体が電気コネクタの接点に偶発的に触れることを防止するか、又は少なくともその可能性を低減することができる。コネクタガードは、可動であることができる。例えば、コネクタガードは、コネクタを少なくとも部分的に防護する防護位置と、コネクタを防護しないか、又は少なくともわずかしか防護しない非防護位置との間で移動させることができる。少なくとも1つの例では、シャフト組立体がハンドルに組み付けられるにつれて、コネクタガードを変位させることができる。例えば、ハンドルがハンドルコネクタガードを備える場合、シャフト組立体がハンドルに組み付けられるにつれて、シャフト組立体がハンドルコネクタガードに接触し、それを変位させることができる。同様に、シャフト組立体がシャフトコネクタガードを備える場合、シャフト組立体がハンドルに組み付けられるにつれて、ハンドルがシャフトコネクタガードに接触し、それを変位させることができる。様々な例では、コネクタガードは、例えばドアを備えることができる。少なくとも1つの例では、ドアは、ハンドル又はシャフトが接触すると、ドアを特定の方向に変位させることを容易にすることができる、傾斜面を備えることができる。様々な例では、コネクタガードを、例えば、並進及び/又は回転させることができる。特定の例では、コネクタガードは、電気コネクタの接点を被覆する少なくとも1つのフィルムを備えることができる。シャフト組立体がハンドルに組み付けられると、フィルムは破断され得る。少なくとも1つの例では、コネクタの雄接点は、フィルムを貫通することができ、その後、フィルムの下に位置付けられた対応する接点に係合する。
In various cases, the
上述したように、外科用器具は、例えば、電気コネクタ1400などの電気コネクタの接点を、選択的に給電又は活性化することができるシステムを含むことができる。様々な例では、接点を不活性状態と活性化状態との間で遷移させることができる。特定の例では、接点を、監視状態、非活性化状態、及び活性化状態の間で遷移させることができる。例えば、コントローラ1500は例えば、シャフト組立体がハンドル組立体14に組み付けられていないときの電気接点1401a〜1401fを監視して、電気接点1401a〜1401fのうち1つ又は2つ以上が短絡されている可能性があるか否かを判定することができる。コントローラ1500は、電気接点1401a〜1401fそれぞれに低電位を印加し、接点それぞれに最小限の抵抗のみが存在するか否かを見積もるように構成することができる。かかる動作状態は、監視状態を含むことができる。接点において検出された抵抗が高い場合、又は閾値抵抗を上回る場合、コントローラ1500は、その接点を、1つを超える接点を、あるいは全ての接点を非活性化することができる。かかる動作状態は、非活性化状態を含むことができる。シャフト組立体がハンドル組立体14に組み付けられ、上述したように、それがコントローラ1500によって検出された場合、コントローラ1500は、電気接点1401a〜1401fに対する電位を増加することができる。かかる動作状態は、活性化状態を含むことができる。
As mentioned above, surgical instruments can include, for example, a system capable of selectively feeding or activating the contacts of an electrical connector, such as the
本明細書に開示される様々なシャフト組立体は、センサ、及びハウジング内のコントローラとの電気的連通を要する他の様々な構成要素を用いてもよい。これらのシャフト組立体は、一般に、ハウジングに対して回転することができるように構成されており、互いに対して回転してもよい2つ以上の構成要素間でのかかる電気的連通を容易にする接続を要する。本明細書に開示されるタイプのエンドエフェクタを用いると、コネクタ装置は、本質的に比較的堅牢でもある一方、シャフト組立体コネクタ部分に嵌合するように、ある程度コンパクトでなければならない。 The various shaft assemblies disclosed herein may use sensors and various other components that require electrical communication with the controller in the housing. These shaft assemblies are generally configured to be rotatable relative to the housing, facilitating such electrical communication between two or more components that may rotate relative to each other. Requires connection. With the types of end effectors disclosed herein, the connector device must be reasonably compact to fit into the shaft assembly connector portion, while also being relatively robust in nature.
ここで、複数の回路セグメント2002a〜2002gを備えるセグメント化回路2000の一例が示されている、図16A及び16Bに移る。複数の回路セグメント2002a〜2002gを備えるセグメント化回路2000は、非限定的に、例えば図1〜図13に示される外科用器具10など、電動外科用器具を制御するように構成されている。複数の回路セグメント2002a〜2002gは、電動外科用器具10の1つ又は2つ以上の動作を制御するように構成されている。安全プロセッサセグメント2002a(セグメント1)は、安全プロセッサ2004を備える。一次プロセッサセグメント2002b(セグメント2)は、一次プロセッサ2006を備える。安全プロセッサ2004及び/又は一次プロセッサ2006は、1つ又は2つ以上の追加の回路セグメント2002c〜2002gと相互作用して、電動外科用器具10の動作を制御するように構成されている。一次プロセッサ2006は、例えば、1つ又は2つ以上の回路セグメント2002c〜2002g、電池2008、及び/又は複数のスイッチ2058a〜2070に結合された、複数の入力を備える。セグメント化回路2000は、例えば、電動外科用器具10内のプリント回路基板組立体(PCBA)など、任意の好適な回路によって実装されてもよい。プロセッサという用語は、本明細書で使用するとき、任意のマイクロプロセッサ、プロセッサ、コントローラ、又はコンピュータの中央処理装置(CPU)の機能を1つの集積回路又は最大で数個の集積回路上に組み込んだ、他の基本コンピューティングデバイスを含むことが理解されるべきである。プロセッサは、デジタルデータを入力として受理し、メモリに記憶された命令に従ってそのデータを処理し、結果を出力として提供する、多目的のプログラマブルデバイスである。これは、内部メモリを有するので、逐次的デジタル論理の一例である。プロセッサは、二進数法で表される数字及び記号で動作する。
Here, an example of the
一態様では、一次プロセッサ2006は、Texas Instruments製のARM Cortexの商品名で知られているものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。一例では、安全プロセッサ2004は、やはりTexas Instruments製の、Hercules ARM Cortex R4の商品名で知られている、TMS570及びRM4xなど、2つのコントローラベースファミリを備える安全コントローラプラットフォームであってもよい。それにもかかわらず、コントローラ及び安全プロセッサに好適な他の置換品も制限なく用いることができる。一例では、安全プロセッサ2004は、拡張性がある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積化された安全特性を提供するため、中でも特に、IEC 61508及びISO 26262の安全限界用途向けに特定的に構成されてもよい。特定の例では、一次プロセッサ2006は、図14〜図17Bに関連して記載されるように、シングルコア又はマルチコアコントローラのLM4F230H5QRであってもよい。
In one aspect, the
一例では、セグメント化回路2000は、加速度セグメント2002c(セグメント3)を備える。加速度セグメント2002cは、加速度計2022を備える。加速度計2022は、電動外科用器具10の移動又は加速度を検出するように構成されている。いくつかの例では、加速度計2022からの入力は、例えば、スリープモードとの間での遷移、電動外科用器具の配向の識別、及び/又は外科用器具が落下したときの識別に使用される。いくつかの例では、加速度セグメント2002cは、安全プロセッサ2004及び/又は一次プロセッサ2006に結合されている。
In one example, the
一態様では、セグメント化回路2000は、ディスプレイセグメント2002d(セグメント4)を備える。ディスプレイセグメント2002dは、一次プロセッサ2006に結合されたディスプレイコネクタ2024を備える。ディスプレイコネクタ2024は、1つ又は2つ以上のディスプレイの集積回路ドライバ2026を通して、一次プロセッサ2006をディスプレイ2028に結合する。ディスプレイの集積回路ドライバ2026は、ディスプレイ2028と一体化されてもよく、かつ/又はディスプレイ2028とは別個に配置されてもよい。ディスプレイ2028は、例えば、有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイ、液晶ディスプレイ(LCD)、及び/又は任意の他の好適なディスプレイなど、任意の好適なディスプレイを含んでもよい。いくつかの例では、ディスプレイセグメント2002dは、安全プロセッサ2004に結合されている。
In one aspect, the
いくつかの態様では、セグメント化回路2000は、シャフトセグメント2002e(セグメント5)を備える。シャフトセグメント2002eは、外科用器具10に結合された交換式シャフト組立体200(図1)に対する1つ又は2つ以上の制御、及び/又は交換式シャフト組立体200(図1)に結合されたエンドエフェクタ300に対する1つ又は2つ以上の制御機器を備える。シャフトセグメント2002eは、一次プロセッサ2006をシャフトPCBA 2031に結合するように構成された、シャフトコネクタ2030を備える。シャフトPCBA 2031は、第1の関節スイッチ2036、第2の関節スイッチ2032、及びシャフトPCBA EEPROM 2034を備える。いくつかの例では、シャフトPCBA EEPROM 2034は、交換式シャフト組立体200及び/又はシャフトPCBA 2031固有の1つ又は2つ以上のパラメータ、ルーチン、及び/又はプログラムを含む。シャフトPCBA 2031は、交換式シャフト組立体200に結合され、及び/又は、外科用器具10と一体であってもよい。いくつかの例では、シャフトセグメント2002eは、第2のシャフトEEPROM 2038を備える。第2のシャフトEEPROM 2038は、電動外科用器具10と接続され得る1つ又は2つ以上のシャフト組立体200及び/又はエンドエフェクタ300に対応する複数のアルゴリズム、ルーチン、パラメータ、及び/又は他のデータを含む。
In some embodiments, the
いくつかの態様では、セグメント化回路2000は、位置エンコーダセグメント2002f(セグメント6)を備える。位置エンコーダセグメント2002fは、1つ又は2つ以上の磁気角度回転位置エンコーダ2040a〜2040bを備える。1つ又は2つ以上の磁気角度回転位置エンコーダ2040a〜2040bは、外科用器具10のモータ2048、交換式シャフト組立体200(図1)、及び/又はエンドエフェクタ300の回転位置を識別するように構成されている。いくつかの例では、磁気角度回転位置エンコーダ2040a〜2040bは、安全プロセッサ2004及び/又は一次プロセッサ2006に結合されてもよい。
In some embodiments, the
いくつかの態様では、セグメント化回路2000は、モータ回路セグメント2002g(セグメント7)を備える。モータ回路セグメント2002gは、電動外科用器具10の1つ又は2つ以上の移動を制御するように構成されているモータ2048を備える。モータ2048は、Hブリッジドライバ2042及び1つ又は2つ以上のHブリッジ電界効果トランジスタ2044(FET)によって、一次プロセッサ2006に結合されている。HブリッジFET 2044は、安全プロセッサ2004に結合されている。モータ電流センサ2046は、モータ2048の電流引き出しを測定するため、モータ2048と直列に結合されている。モータ電流センサ2046は、一次プロセッサ2006及び/又は安全プロセッサ2004と信号連通している。いくつかの例では、モータ2048は、モータ電磁干渉(EMI)フィルタ2050に結合されている。
In some embodiments, the
いくつかの態様では、セグメント化回路2000は、電源セグメント2002h(セグメント8)を備える。電池2008は、安全プロセッサ2004、一次プロセッサ2006、及び追加回路セグメント2002c〜2002gのうちの1つ又は2つ以上に結合されている。電池2008は、電池コネクタ2010及び電流センサ2012によってセグメント化回路2000に結合されている。電流センサ2012は、セグメント化回路2000の合計電流引き出しを測定するように構成されている。いくつかの例では、1つ又は2つ以上の電圧変換器2014a、2014b、2016が、既定の電圧値を1つ又は2つ以上の回路セグメント2002a〜2002gに提供するように構成されている。例えば、いくつかの例では、セグメント化回路2000は、3.3V電圧変換器2014a〜2014b及び/又は5V電圧変換器2016を備えてもよい。ブースト変換器2018は、例えば13V以下など、既定量以下のブースト電圧を提供するように構成されている。ブースト変換器2018は、電力集約的な動作の間、追加の電圧及び/又は電流を提供し、電圧低下又は低電力状態を防止するように構成されている。
In some embodiments, the
いくつかの態様では、安全プロセッサセグメント2002aは、モータ電力スイッチ2020を備える。モータ電力スイッチ2020は、電源セグメント2002hとモータ回路セグメント2002gとの間に結合されている。安全プロセッサセグメント2002aは、本明細書で更に詳細に考察するように、安全プロセッサ2004及び/又は一次プロセッサ2006によってエラー若しくは障害状態が検出されると、モータ回路セグメント2002gに対する電力を遮断するように構成されている。回路セグメント2002a〜2002gは、回路セグメント2002a〜2002hの全ての構成要素が物理的に近接して配置されて示されているが、回路セグメント2002a〜2002hは、同じ回路セグメント2002a〜2002gの他の構成要素から物理的及び/又は電気的に分離している構成要素を備えてもよいことが、当業者には認識されるであろう。いくつかの例では、1つ又は2つ以上の構成要素が、2つ又は3つ以上の回路セグメント2002a〜2002gの間で共有されてもよい。
In some embodiments, the safety processor segment 2002a comprises a
いくつかの態様では、複数のスイッチ2056〜2070が、安全プロセッサ2004及び/又は一次プロセッサ2006に結合されている。複数のスイッチ2056〜2070は、外科用器具10の1つ又は2つ以上の動作を制御し、セグメント化回路2000の1つ又は2つ以上の動作を制御し、かつ/又は外科用器具10の状態を示すように構成されてもよい。例えば、緊急離脱ドアスイッチ2056は、緊急離脱ドアの状態を示すように構成されている。例えば、左側関節左スイッチ2058a、左側関節右スイッチ2060a、左側関節中央スイッチ2062a、右側関節左スイッチ2058b、右側関節右スイッチ2060b、及び右側関節中央スイッチ2062bなど、複数の関節運動スイッチは、シャフト組立体200及び/又はエンドエフェクタ300の関節運動を制御するように構成されている。左側反転スイッチ2064a及び右側反転スイッチ2064bは、一次プロセッサ2006に結合されている。いくつかの例では、左側関節左スイッチ2058a、左側関節右スイッチ2060a、左側関節中央スイッチ2062a、及び左側反転スイッチ2064aを備える左側スイッチは、左側可撓コネクタ2072aによって一次プロセッサ2006に結合されている。右側関節左スイッチ2058b、右側関節右スイッチ2060b、右側関節中央スイッチ2062b、及び右側反転スイッチ2064bを備える右側スイッチは、右側可撓コネクタ2072bによって一次プロセッサ2006に結合されている。いくつかの例では、発射スイッチ2066、クランプ解除スイッチ2068、及びシャフト係合スイッチ2070は、一次プロセッサ2006に結合されている。
In some embodiments, a plurality of switches 2056-2070 are coupled to the
いくつかの態様では、複数のスイッチ2056〜2070は、例えば、外科用器具10のハンドル、複数のインジケータスイッチ、及び/又はそれらの任意の組み合わせに装着される、複数のハンドル制御を備えてもよい。様々な例では、複数のスイッチ2056〜2070により、外科医が外科用器具を操作し、セグメント化回路2000に対して外科用器具の位置及び/若しくは動作に関するフィードバックを提供し、かつ/又は外科用器具10の安全でない動作を示すことが可能になる。いくつかの例では、追加のスイッチ又はより少数のスイッチが、セグメント化回路2000に結合されてもよく、スイッチ2056〜2070のうちの1つ又は2つ以上を組み合わせて単一のスイッチとしてもよく、かつ/又は拡張して複数のスイッチとしてもよい。例えば、一例では、左側及び/又は右側関節運動スイッチ2058a〜2064bのうちの1つ又は2つ以上を組み合わせて、単一の多重位置スイッチとしてもよい。
In some embodiments, the plurality of switches 2056-2070 may comprise, for example, a plurality of handle controls mounted on the handles of the
一態様では、安全プロセッサ2004は、他の安全動作の中でも特に、ウォッチドッグ機能を実現するように構成されている。セグメント化回路2000の安全プロセッサ2004及び一次プロセッサ2006は、信号連通している。プロセッサのアライブハートビート信号は、出力2097で提供される。加速度セグメント2002cは、外科用器具10の移動を監視するように構成された加速度計2022を備える。様々な例では、加速度計2022は、単軸、二軸、又は三軸加速度計であってもよい。加速度計2022は、必ずしも座標加速度(速度の変化率)ではない適正な加速度を測定するのに用いられてもよい。その代わりに、加速度計は、加速度計2022の基準フレーム内で静止している試験質量が経験する重量の現象と関連付けられる加速度を見る。例えば、地表面で静止している加速度計2022は、その重量により、g=9.8m/s2(重力)の真っ直ぐ上向きの加速度を測定する。加速度計2022が測定することができる別のタイプの加速度は、g力加速度である。他の様々な例では、加速度計2022は、単軸、二軸、又は三軸加速度計を備えてもよい。更に、加速度セグメント2002cは、加速度、傾き、衝撃、振動、回転、及び複数の自由度(DoF)を検出し測定する、1つ又は2つ以上の慣性センサを備えてもよい。好適な慣性センサは、加速度計(単軸、二軸、若しくは三軸)、地球の磁界などの空間中の磁界を測定する磁力計、及び/又は角速度を測定するジャイロスコープを備えてもよい。
In one aspect, the
一態様では、安全プロセッサ2004は、例えばモータ回路セグメント2002gなど、1つ又は2つ以上の回路セグメント2002c〜2002hに関して、ウォッチドッグ機能を実現するように構成されている。これに関して、安全プロセッサ2004は、ウォッチドッグ機能を用いて、一次プロセッサ2006の誤動作を検出しそこから復帰する。正常動作の間、安全プロセッサ2004は、一次プロセッサ2006のハードウェア障害又はプログラムエラーを監視し、修正動作(単数若しくは複数)を開始する。修正動作は、一次プロセッサ2006を安全状態に置くこと、及び正常なシステム動作を復元することを含んでもよい。一例では、安全プロセッサ2004は、少なくとも第1のセンサに結合されている。第1のセンサは、外科用器具10(図1〜図4)の第1の特性を測定する。いくつかの例では、安全プロセッサ2004は、外科用器具10の測定された特性を既定値と比較するように構成されている。例えば、一例において、磁気角度回転位置エンコーダ2040aは、安全プロセッサ2004に結合されている。磁気角度回転位置エンコーダ2040aは、モータの速度及び位置情報を安全プロセッサ2004に提供する。安全プロセッサ2004は、磁気角度回転位置エンコーダ2040aを監視し、その値を速度及び/又は位置の最大値と比較し、既定値を上回るモータ2048の動作を防止する。いくつかの例では、既定値は、一次プロセッサ2006と連通している第2の磁気角度回転位置エンコーダ2040bによって供給される値、及び/又は例えば安全プロセッサ2004に結合されたメモリモジュールから、安全プロセッサ2004に提供される値から計算される、モータ2048のリアルタイムの速度及び/又は位置に基づいて計算される。
In one aspect, the
いくつかの態様では、第2のセンサが、一次プロセッサ2006に結合されている。第2のセンサは、第1の物理的特性を測定するように構成されている。安全プロセッサ2004及び一次プロセッサ2006は、第1のセンサ及び第2のセンサそれぞれの値を示す信号を提供するように構成されている。安全プロセッサ2004又は一次プロセッサ2006のどちらかが許容可能な範囲外の値を示しているとき、セグメント化回路2000は、例えばモータ回路セグメント2002gなど、回路セグメント2002c〜2002hのうちの少なくとも1つの動作を防止する。例えば、図16A及び16Bに示される例では、安全プロセッサ2004は、第1の磁気角度回転位置エンコーダ2040aに結合され、一次プロセッサ2006は、第2の磁気角度回転位置エンコーダ2040bに結合されている。磁気角度回転位置エンコーダ2040a、2040bは、例えば、サイン及びコサイン出力を含む磁気角度回転入力など、任意の好適なモータ位置センサを含んでもよい。磁気角度回転位置エンコーダ2040a、2040bは、モータ2048の位置を示すそれぞれの信号を、安全プロセッサ2004及び一次プロセッサ2006に提供する。
In some embodiments, the second sensor is coupled to the
安全プロセッサ2004及び一次プロセッサ2006は、第1の磁気角度回転位置エンコーダ2040a及び第2の磁気角度回転位置エンコーダ2040bの値が既定範囲内のとき、活性化信号を生成する。一次プロセッサ2006又は安全プロセッサ2004のどちらかが既定範囲外の値を検出すると、活性化信号は終了され、例えばモータ回路セグメント2002gなど、回路セグメント2002c〜2002hのうちの少なくとも1つの動作が遮断及び/又は防止される。例えば、いくつかの例では、一次プロセッサ2006からの活性化信号及び安全プロセッサ2004からの活性化信号は、ANDゲートに結合されている。ANDゲートは、モータ電源スイッチ2020に結合されている。ANDゲートは、安全プロセッサ2004及び一次プロセッサ2006の両方からの活性化信号が高であり、磁気角度回転位置エンコーダ2040a、2040bの値が既定範囲内にあることが示されたとき、モータ電源スイッチ2020を閉位置で、即ちオン位置で維持する。磁気角度回転位置エンコーダ2040a、2040bのどちらかが既定範囲外の値を検出すると、その磁気角度回転位置エンコーダ2040a、2040bからの活性化信号は低に設定され、ANDゲートの出力は低に設定されて、モータ電源スイッチ2020が開放される。いくつかの例では、第1の磁気角度回転位置エンコーダサ2040a及び第2の磁気角度回転位置エンコーダ2040bの値は、例えば、安全プロセッサ2004及び/又は一次プロセッサ2006によって比較される。第1のセンサと第2のセンサの値が異なる場合、安全プロセッサ2004及び/又は一次プロセッサ2006は、モータ回路セグメント2002gの動作を防止してもよい。
The
いくつかの態様では、安全プロセッサ2004は、第2の磁気角度回転位置エンコーダ2040bの値を示す信号を受信し、第2のセンサ値を第1のセンサ値と比較する。例えば、一態様では、安全プロセッサ2004は、第1の磁気角度回転位置エンコーダ2040aに直接結合されている。第2の磁気角度回転位置エンコーダ2040bは、一次プロセッサ2006に結合され、それによって第2の磁気角度回転位置エンコーダ2040bの値が安全プロセッサ2004に提供され、かつ/又は安全プロセッサ2004に直接結合されている。安全プロセッサ2004は、第1の磁気角度回転位置エンコーダ2040の値を第2の磁気角度回転位置エンコーダ2040bの値と比較する。安全プロセッサ2004が第1の磁気角度回転位置エンコーダ2040aと第2の磁気角度回転位置エンコーダ2040bとの間の不整合を検出すると、安全プロセッサ2004は、例えばモータ回路セグメント2002gへの電力を止めることによって、モータ回路セグメント2002gの動作を遮断してもよい。
In some embodiments, the
いくつかの態様では、安全プロセッサ2004及び/又は一次プロセッサ2006は、外科用器具の第1の特性を測定するように構成された第1の磁気角度回転位置エンコーダ2040a、及び外科用器具の第2の特性を測定するように構成された第2の磁気角度回転位置エンコーダ2040bに結合されている。第1の特性及び第2の特性は、外科用器具が正常に動作しているときは既定の関係を含む。安全プロセッサ2004は、第1の特性及び第2の特性を監視する。既定の関係と矛盾する第1の特性及び/又は第2の特性の値が検出されると、障害が生じる。障害が生じると、安全プロセッサ2004は、例えば、回路セグメントのうち少なくとも1つの動作を防止する、既定の動作を実行する、かつ/又は一次プロセッサ2006をリセットするなど、少なくとも1つの動作を行う。例えば、障害が検出されると、安全プロセッサ2004は、モータ電源スイッチ2020を開いて、モータ回路セグメント2002gに対する電力を止めてもよい。
In some embodiments, the
一態様では、安全プロセッサ2004は、独立制御アルゴリズムを実行するように構成されている。動作の際、安全プロセッサ2004は、セグメント化回路2000を監視し、例えば一次プロセッサ2006など、他の回路構成要素からの信号を独立して制御及び/又はオーバーライドするように構成されている。安全プロセッサ2004は、外科用器具10の1つ又は2つ以上の動作及び/又は位置に基づいて、プログラムされたアルゴリズムを実行してもよく、かつ/又は動作中にオンザフライで更新若しくはプログラムされてもよい。例えば、一例では、安全プロセッサ2004は、新しいシャフト及び/又はエンドエフェクタが外科用器具10に結合される毎に、新しいパラメータ及び/又は安全アルゴリズムを用いて再プログラムされる。いくつかの例では、安全プロセッサ2004によって記憶された1つ又は2つ以上の安全値が、一次プロセッサ2006によって複製される。安全プロセッサ2004又は一次2006のどちらかによって記憶された値及び/又はパラメータが適正であることを担保するため、双方向エラー検出が行われる。
In one aspect, the
いくつかの態様では、安全プロセッサ2004及び一次プロセッサ2006は、冗長安全チェックを実現する。安全プロセッサ2004及び一次プロセッサ2006は、正常動作を示す周期信号を提供する。例えば、動作の間、安全プロセッサ2004は、安全プロセッサ2004がコードを実行しており、正常に動作していることを、一次プロセッサ2006に対して示してもよい。一次プロセッサ2006は、同様に、一次プロセッサ2006がコードを実行しており、正常に動作していることを、安全プロセッサ2004に対して示してもよい。いくつかの例では、安全プロセッサ2004と一次プロセッサ2006との間の通信は、既定の間隔で起こる。既定の間隔は、一定であってもよく、又は外科用器具10の回路状態及び/若しくは動作に基づいて可変であってもよい。
In some embodiments, the
図17A及び17Bは、図1〜図14に示す電動外科用器具10を制御するように構成されているセグメント化回路3000の別の態様を示す。図14、図17Bに示すように、ハンドル組立体14は電動モータ3014を含んでもよく、電動モータ3014は、モータドライバ3015によって制御され得るものであり、また外科用器具10の発射システムによって用いられ得るものである。様々な形態では、電動モータ3014は、例えば、約25,000RPMの最大回転数を有するブラシ付きDC駆動モータであってもよい。別の構成において、電動モータ3014としては、ブラシレスモータ、コードレスモータ、同期モータ、ステッパモータ、又は任意の他の好適な電動モータが挙げられ得る。特定の状況下では、モータドライバ3015は、例えば図17A及び17Bに示されているように、HブリッジFET3019を備えてもよい。電動モータ3014は、ハンドル組立体14に解除可能に装着され得る電源組立体3006によって給電することができる。電源組立体3006は、制御電力を外科用器具10に供給するように構成される。電源組立体3006は、外科用器具10に給電するための電源として使用され得る、直列に接続された複数の電池を備えてもよい。かかる構成では、電源組立体3006は、電池パックと称され得る。特定の状況下では、電源組立体3006の電池セルは、交換可能及び/又は再充電可能であってもよい。少なくとも1つの例では、電池セルは、電源組立体3006に別個に連結され得るリチウムイオン電池であってもよい。
17A and 17B show another aspect of the
外科用器具10と共に使用するために好適な駆動システム及び閉鎖システムの例は、米国特許出願公開第2014/0263539号、発明の名称「CONTROL SYSTEMS FOR SURGICAL INSTRUMENTS」に開示されており、その開示内容全体が本明細書に参照により組み込まれる。例えば、電気モータ3014は、回転式シャフト(図示せず)を含むことができ、その回転式シャフトは、長手方向に移動可能な駆動部材上の駆動歯の組又はラックとの噛み合い係合をなして装着され得るギヤ減速機組立体と動作可能に連係し得る。使用の際に、電池によって提供される電圧極性は、電気モータ3014を動作させて、エンドエフェクタ300を実行するように長手方向に移動可能な駆動部材を駆動し得る。例えば、電動モータ3014は、長手方向に移動可能な駆動部材を駆動して発射機構を前進させることで、例えば、エンドエフェクタ300と共に組み立てられたステープルカートリッジから、エンドエフェクタ300によって捕捉された組織へステープルを発射するように、かつ/又は切断部材を前進させることで、エンドエフェクタ300によって捕捉された組織を切断するように、構成され得る。
Examples of drive and closure systems suitable for use with the
図17A及び17Bに示すように、また以下で更に詳細に説明するように、電源組立体3006は、電源管理コントローラを含むことができ、電源管理コントローラは、例えば、交換式シャフト組立体200がハンドル組立体14(図1)に結合されている間に、電動モータ3014に給電するための第1の電源出力を送出して切断部材を前進させるために、また、交換式シャフト組立体200がハンドル組立体14に結合されている間に、電動モータ3014に給電するための第2の電源出力を送出して切断部材を前進させるために、電源組立体3006の電源出力を変調させるように構成され得る。そのような変調は、ハンドル組立体14に結合されている交換式シャフト組立体に必要以上の過剰な電力を電動モータ3014に伝達することを回避する上で有益となり得る。
As shown in FIGS. 17A and 17B, and as described in more detail below, the
特定の状況下では、インターフェース3024は、例えば、ハンドル組立体14(図1)に存在するメインコントローラ3017を介してかかる通信信号を経路指定することにより、電源管理コントローラ3016とシャフト組立体コントローラ3022との間の1つ又は2つ以上の通信信号の伝送を容易にし得る。他の状況下では、インターフェース3024は、交換式シャフト組立体200(図1)及び電源組立体3006がハンドル組立体14に結合されている間に、ハンドル組立体14を介して電源管理コントローラ3016とシャフト組立体コントローラ3022との間の直接線の通信を容易にし得る。
Under certain circumstances, the interface 3024 can be associated with the
一例として、メインコントローラ3017は、Texas Instrumentsの商標名ARM Cortexとして知られるものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。一例として、外科用器具10(図1〜図4)は、例えば、同じくTexas Instrumentsの商標名Hercules ARM Cortex R4として知られる、TMS570及びRM4xなどの2つのコントローラベースファミリを備える、安全コントローラプラットフォームなどの、電源管理コントローラ3016を備え得る。それにもかかわらず、コントローラ及び安全プロセッサに好適な他の置換品も制限なく用いることができる。一例では、安全プロセッサ2004(図16A)は、拡張性がある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積化された安全特性を提供するため、中でも特に、IEC 61508及びISO 26262の安全限界用途向けに特定的に構成されてもよい。
As an example, the
特定の例では、メインコントローラ3017は、図15〜図17Bに関連して記載されるように、シングルコア又はマルチコアコントローラのLM4F230H5QRであってもよい。
In a particular example, the
図18は、ハンドル組立体14(図1)と電源組立体との間及びハンドル組立体14と交換式シャフト組立体との間のインターフェースを示す、図1の外科用器具のブロック図である。図18に示すように、電源組立体3006は、電源管理回路3034を含んでよく、電源管理回路3034は、電源管理コントローラ3016、電力変調器3038、及び電流検出回路3036を含み得る。電源管理回路3034は、交換式シャフト組立体200(図1)及び電源組立体3006がハンドル組立体14に結合されている間に、交換式シャフト組立体200の電力要件に基づいて電池3007の電力出力を変調するように構成され得る。例えば、電源管理コントローラ3016は、電源組立体3006の電力出力の電力変調器3038を制御するようにプログラムされ得、電流検出回路3036は、電池3007の電力出力に関するフィードバックを電源管理コントローラ3016に提供するため、電源組立体3006の電力出力を監視するように用いられ得、そのため、電源管理コントローラ3016は、電源組立体3006の電力出力を調節して、所望の出力を維持することができる。
FIG. 18 is a block diagram of the surgical instrument of FIG. 1 showing interfaces between the handle assembly 14 (FIG. 1) and the power supply assembly and between the
電源管理コントローラ3016及び/又はシャフト組立体コントローラ3022はそれぞれ、多数のソフトウェアモジュールを記憶し得る1つ又は2つ以上のプロセッサ及び/又はメモリ装置を備え得る点に注目すべきである。外科用器具10(図1)の特定のモジュール及び/又はブロックが例として記載され得るが、より多くの若しくはより少ない数のモジュール及び/又はブロックが使用され得ることが明らかとなる。更に、様々な事例が、説明を容易にするためにモジュール及び/又はブロックとして記載される場合があるが、そのようなモジュール及び/又はブロックは、1つ又は2つ以上の、例えばプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、プログラマブルロジックデバイス(PLD)、特定用途向け集積回路(ASIC)、回路、レジスタのような、ハードウェアコンポーネント、及び/若しくは、例えばプログラム、サブルーチン、ロジックのようなソフトウェアコンポーネント、並びに/又は、ハードウェアコンポーネントとソフトウェアコンポーネントとの組み合わせ、によって実施され得る。
It should be noted that the
特定の事例では、外科用器具10(図1〜図4)は、ユーザに感覚フィードバックを提供するための1つ又は2つ以上の装置を含み得る、出力装置3042を備えてもよい。このような装置は、例えば、視覚的フィードバック装置(例えば、LCDディスプレイスクリーン、LEDインジケータ)、可聴フィードバック装置(例えば、スピーカー、ブザー)又は触覚フィードバック装置(例えば、触覚作動装置)を含んでもよい。特定の状況下では、出力装置3042は、ハンドル組立体14(図1)に含まれ得るディスプレイ3043を備えてもよい。シャフト組立体コントローラ3022及び/又は電源管理コントローラ3016は、出力装置3042を介して外科用器具10のユーザにフィードバックを提供し得る。インターフェース3024は、シャフト組立体コントローラ3022及び/又は電源管理コントローラ3016を出力装置3042に接続するように構成され得る。読者は、出力装置3042が代わりに電源組立体3006と統合され得ることを理解するであろう。このような状況下では、交換式シャフト組立体200がハンドル組立体14に結合されている一方で、出力装置3042とシャフト組立体コントローラ3022との間の通信はインターフェース3024を介して成し遂げられ得る。
In certain cases, the surgical instrument 10 (FIGS. 1-4) may include an
外科用器具10(図1〜図4)及びその動作を制御するための1つ又は2つ以上のセグメント化回路2000、3000について記載したが、ここからは、本開示では、外科用器具10及びセグメント化回路2000(又は3000)の様々な特定の構成について説明する。
The surgical instrument 10 (FIGS. 1 to 4) and one or more
様々な態様において、本開示は、データの保存及び使用のための技術を提示する。一態様において、データの保存及び使用は、複数レベルの動作閾値に基づいている。このような閾値は、最終上限閾値限界及び最終下限閾値限界を含み、電流、電圧、発射負荷、トルクが最終閾値を超えると、モータが停止されるか、リターンが起動され、あるいは、閾値内で動作している間は、装置がモータの負荷を自動的に補う。 In various aspects, the present disclosure presents techniques for the storage and use of data. In one aspect, the storage and use of data is based on multiple levels of operating thresholds. Such thresholds include the final upper threshold limit and the final lower threshold limit, and when the current, voltage, firing load, torque exceeds the final threshold, the motor is stopped, the return is activated, or within the threshold. During operation, the device automatically replenishes the load on the motor.
一態様において、外科用器具10(図1〜図18に関して記載される)は、最小及び最大閉鎖クランプ負荷を許容範囲内に維持するために、最終上限閾値及び最終下限閾値を監視するように構成され得る。最小値に達しない場合、外科用器具10は始動できず、又はそれが最小値を下回る場合、ユーザの動作が必要とされる。クランプ負荷が好適なレベルであるが、発射中に最小値を下回る場合、外科用器具10は、モータの速度を調節する、又はユーザに警告することができる。動作中に下限値を超えた場合、ユニットは発射が予定通りに完了しない可能性があるという警告を発することができる。外科用器具10はまた、電池電圧が最終下限値を下回るときを監視するように構成することができ、残りの電池電力は、装置をI型梁に静止した状態へと戻すためのみに使用される。エンドエフェクタ内の故障を感知するために、アンビルの開放力を使用することができる。代替的に、外科用器具10は、モータ電流が増加する、又は関連する速度が低下するときを監視するように構成することができ、よってモータ制御は、速度を一定に維持するために、パルス幅又は周波数変調を増加させる。
In one aspect, the surgical instrument 10 (described with respect to FIGS. 1-18) is configured to monitor the final upper and lower thresholds to keep the minimum and maximum closed clamp loads within acceptable limits. Can be done. If the minimum value is not reached, the
別の態様において、外科用器具10(図1)は、電流引き込み、圧力、発射負荷、トルクの最終閾値を検出するように構成され得、これにより、これらの閾値のいずれかを超えると、外科用器具10はモータを停止するか、又はモータによってナイフを発射前位置に戻す。最終閾値よりも小さな二次閾値が、モータ制御パラメータを変更することによって、条件の変化に適合するために、モータ制御プログラムを変更するために使用されてもよい。限界閾値は、別のカウンタ又は入力への比例的な応答に基づくステップ関数又はランプ関数として構成することができる。例えば、滅菌する場合、0〜200滅菌サイクルにおいて変更せず、201〜400滅菌サイクルにおいて、使用毎にモータを1%減速し、400を超える滅菌サイクルでは使用が防止される。モータの速度もまた、組織間隙及び電流引き込みに基づいて変化させることができる。
In another embodiment, the surgical instrument 10 (FIG. 1) may be configured to detect the final thresholds of current draw, pressure, firing load, torque, thereby exceeding any of these thresholds for surgery. The
電動の再使用可能なステープラ装置の理想的な機能に影響し得る多くのパラメータが存在する。これらのパラメータのほとんどは、最終最大閾値/最終最小閾値を有し、装置は、これらを超えて動作するべきではない。それでも、装置の機能動作に影響し得る、限界値も存在する。これらの、複数のパラメータによるこれらの複数の限界は、装置の動作プログラムへの多重及び累積的効果をもたらし得る。 There are many parameters that can affect the ideal functioning of an electric reusable stapler device. Most of these parameters have a final maximum threshold / final minimum threshold, and the device should not operate beyond these. Nevertheless, there are limits that can affect the functional operation of the device. These multiple limitations of these multiple parameters can have multiple and cumulative effects on the operating program of the device.
したがって、本開示は、外科用器具に関し、様々な状況において、組織をステープリングし切断するように設計された、外科用ステープリング及び切断器具、並びにそのためのステープルカートリッジに関する。 Accordingly, the present disclosure relates to surgical instruments, surgical staplings and cutting instruments designed to taper and cut tissue in various situations, and staple cartridges for that purpose.
電気機械装置の効率的な性能は、様々な要因に依存する。その1つは機能エンベロープ(operational envelope)、すなわち、装置がその意図される機能を実行する際のパラメータ、条件、及びイベントの範囲である。例えば、電流により駆動されるモータにより動力を与えられる装置において、一定の電流閾値を超えたところに、装置が所望されるよりも非効率に動作する動作範囲が存在することがある。換言すると、上方「速度制限」が存在することがあり、これを超えると効率性が低下する。このような上限閾値は、実質的な非効率性、又は更には機械の劣化を防ぐ上で有意義であり得る。 The efficient performance of electromechanical devices depends on a variety of factors. One is the operational envelope, that is, the range of parameters, conditions, and events in which the device performs its intended function. For example, in a device powered by a current driven motor, there may be an operating range in which the device operates less efficiently than desired beyond a certain current threshold. In other words, there may be an upward "speed limit" beyond which efficiency is reduced. Such an upper threshold can be meaningful in preventing substantial inefficiency or even deterioration of the machine.
しかしながら、機能エンベロープ内において、動作状態における効率性を高めるために利用可能な範囲を形成し得る、閾値が存在することがある。換言すると、定義された機能エンベロープ(又はサブエンベロープ)内に、装置がより良好に適応し、かつ機能することができる、領域が存在することがある。このような範囲は、限界閾値と、最終閾値との間にあり得る。加えて、これらの範囲は、「スイートスポット」、又は所定の任意の範囲若しくは点を含むことがある。これらの範囲はまた、性能が適切であると判定される、大きな範囲を含み得る。 However, within the functional envelope, there may be thresholds that can form a range that can be used to increase efficiency in the operating state. In other words, within the defined functional envelope (or sub-envelope), there may be areas in which the device can better adapt and function. Such a range can be between the limit threshold and the final threshold. In addition, these ranges may include "sweet spots", or any predetermined range or point. These ranges can also include large ranges where performance is determined to be appropriate.
その上、又はその下で、装置の停止など、動作(1つ又は複数)が取られる(又は動作を取るのを控える)、最終閾値が定義されてもよい。その上、又はその下で、装置の停止など、動作(1つ又は複数)が取られる(又は動作を取るのを控える)、限界閾値が定義されてもよい。非限定的な実施例により、モータの電流引き込みが最終閾値の75%を超える点を定義するように限界閾値が設定されてもよい。限界閾値を超えると、装置は、モータ速度が最終閾値に向かって上昇し続けるのに伴い、モータ速度を、度合いを増しながら低減させ始め得る。 Above or below, an action (or refrain from taking), such as stopping the device, may be defined as a final threshold. Above or below, a limit threshold may be defined in which an action (or refrain from taking), such as stopping the device, is taken (or refrained from taking). In a non-limiting embodiment, the limit threshold may be set to define a point where the current draw of the motor exceeds 75% of the final threshold. Beyond the limit threshold, the device may begin to reduce the motor speed in increasing degrees as the motor speed continues to rise towards the final threshold.
閾値を超えた結果として行われる調節を実行するために、様々なメカニズムが使用され得る。例えば、調節は、ステップ関数を反映してもよい。これはまた、ランプ関数を反映してもよい。他の関数が使用されてもよい。 Various mechanisms can be used to perform the adjustments that occur as a result of exceeding the threshold. For example, the adjustment may reflect a step function. It may also reflect the ramp function. Other functions may be used.
様々な態様において、追加的なメカニズムにより性能を高めるために、多重閾値(overlaying threshold)が定義されてもよい。多重閾値は、複数のパラメータにより定義される、1つ又は2つ以上の閾値を含む場合がある。多重閾値は、別の閾値(1つ又は複数)を生成する入力として、1つ又は2つ以上の閾値を生じてもよい。多重閾値は、既定であるか、又は、例えば動作時に動的に生成されてもよい。多重閾値は、閾値が複数の入力により定義されるときに有効になってもよい。滅菌サイクル数が300(限界閾値)を超えるが、500(最終閾値)以下であるとき、装置はモータをより遅く動作させる。次に、電流引き込みが、75%の限界閾値を超えると、装置は度合いを増しながら速度を落とす。 In various embodiments, overlapping thresholds may be defined to enhance performance by additional mechanisms. Multiple thresholds may include one or more thresholds defined by a plurality of parameters. The multiple thresholds may generate one or more thresholds as inputs that generate another threshold (s). Multiple thresholds may be default or may be dynamically generated, for example during operation. Multiple thresholds may be enabled when the threshold is defined by multiple inputs. When the number of sterilization cycles exceeds 300 (limit threshold) but is less than or equal to 500 (final threshold), the device causes the motor to operate slower. The device then slows down in increasing degrees when the current draw exceeds the 75% limit threshold.
図19は、様々な実施例による外科用器具10(図1〜図4)の切刃182(図14)の先鋭度を評価するためのシステム4311の論理図を示す。いくつかの例において、システム4311は、先鋭度試験部材4302を通して切刃182を前進させる能力を試験することによって、切刃182の先鋭度を評価することができる。例えば、システム4311は、切刃182が先鋭度試験部材4302の少なくとも既定の部分を完全に横切する、かつ/又は完全に通過するのにかかる期間を観察するように構成することができる。観察された期間が既定の閾値を超過する場合、回路4310は、例えば、切刃182の先鋭度が許容可能なレベルを下回っていると結論付けてもよい。
FIG. 19 shows a logical diagram of the
一態様では、先鋭度試験部材4302を利用して、切刃182(図14)の先鋭度を試験することができる。特定の例では、先鋭度試験部材4302は、例えば、ステープルカートリッジ304(図1、図2、及び図15)のカートリッジ本体194(図14)に取設する、及び/又はそれと一体化させることができる。特定の例では、先鋭度試験部材4302は、例えば、外科用ステープルカートリッジ304の近位部分に配置することができる。特定の例では、先鋭度試験部材4302は、例えば、外科用ステープルカートリッジ304のカートリッジデッキ、又はカートリッジ本体194上に配置することができる。
In one aspect, the
特定の例では、ロードセル4335は、例えば、切刃182(図14)が先鋭度試験部材4302と係合し、かつ/又はそれに接触している状態で、切刃182に加えられる力(Fx)を監視するように構成することができる。切刃182が先鋭度試験部材4302と係合され、かつ/又は接触している間、先鋭度試験部材4302によって切刃182に加えられる力(Fx)は、少なくとも部分的に、切刃182の先鋭度に依存し得ることが、読者には理解されるであろう。いくつかの例において、切刃182の先鋭度の減少は、切刃182が先鋭度試験部材4302を切断又は通過するのに要する力(FX)の増加をもたらし得る。先鋭度試験部材4302のロードセル4335を利用して、切刃182が先鋭度試験部材4302を通じて事前定義された距離(D)だけ移動する間に、切刃182に印加された力(Fx)を測定してもよく、これは、切刃182の先鋭度を判定するために利用することができる。
In a particular example, the
特定の例では、システム4311は、プロセッサ4315(「マイクロプロセッサ」)と、1つ又は2つ以上のコンピュータ可読媒体若しくはメモリユニット4317(「メモリ」)とを含んでもよい、コントローラ4313(「マイクロコントローラ」)を含んでもよい。特定の例では、メモリ4317は、様々なプログラム命令を記憶してもよく、それが実行されると、プロセッサ4315に、本明細書に記載される複数の機能及び/又は計算を実施させることができる。特定の例では、メモリ4317は、例えばプロセッサ4315に結合されてもよい。電源4319は、例えば、コントローラ4313に電力を供給するように構成することができる。いくつかの例において電源4319は、例えばLiイオン電池などの電池(又は「電池パック」若しくは「パワーパック」)を含んでもよい。特定の例では、電池パックは、ハンドル組立体14に解除可能に装着されるように構成されてもよい。直列で接続された多数の電池セルが、電源4319として使用されてもよい。いくつかの例において、電源4319は、例えば、交換可能及び/又は充電式であってもよい。
In a particular example,
特定の例では、コントローラ4313は、例えば、フィードバックシステム及び/又はロックアウトメカニズム4123に動作可能に結合することができる。
In certain examples, the
システム4311は1つ又は2つ以上の位置センサを備えてもよい。本開示と共に使用するために好適な例示の位置センサ及び位置付けシステムが、米国特許出願公開第2014/0263538号、発明の名称「SENSOR ARRANGEMENTS FOR ABSOLUTE POSITIONING SYSTEM FOR SURGICAL INSTRUMENTS」に記載されており、その開示の全体を参照により本明細書に組み込む。いくつかの例において、システム4311は、第1位置センサ4321及び第2位置センサ4323を含んでもよい。特定の例では、第1の位置センサ4321は、例えば、先鋭度試験部材4302の近位端における切刃182(図14)の第1の位置を検出するのに利用することができ、第2の位置センサ4323は、例えば、先鋭度試験部材4302の遠位端における切刃182の第2の位置を検出するのに利用することができる。
特定の例では、第1及び第2の位置センサ4321及び4323はそれぞれ、コントローラ4313に対して第1及び第2の位置信号を提供するために利用することができる。位置信号は、コントローラ4313と第1及び第2の位置センサ4321及び4323との間のインターフェースに基づくアナログ信号又はデジタル値であってもよいことが理解されるであろう。一実施例において、コントローラ4313と第1及び第2の位置センサ4321及び4323との間のインターフェースは、標準的なシリアル周辺インターフェース(SPI)であることができ、位置信号は、上述したように、切刃182の第1位置及び第2位置を表すデジタル値であることができる。
In a particular example, the first and
上記に加えて更に、プロセッサ4315は、第1位置信号の受信と第2位置信号の受信との間の期間を判定してもよい。判定された期間は、例えば先鋭度試験部材4302の近位端における第1の位置から、例えば先鋭度試験部材4302の遠位端における第2の位置まで、先鋭度試験部材4302を通して切刃182(図14)を前進させるのにかかる時間に相当し得る。少なくとも1つの例では、コントローラ4313は、第1位置信号を受信するとプロセッサ4315によってアクティブ化し、第2位置信号を受信すると非アクティブ化することができる、時間要素を含んでもよい。時間要素のアクティブ化と非アクティブ化との間の期間は、例えば、切刃182を第1位置から第2位置まで前進させるのにかかる時間に相当してもよい。時間要素は、リアルタイムクロック、時間関数を実現するように構成されたプロセッサ、又は他の任意の好適なタイミング回路を備えてもよい。
In addition to the above, the
様々な例では、コントローラ4313は、切刃182(図14)を第1の位置から第2の位置まで前進させるのにかかる期間を、事前定義された閾値と比較して、例えば、切刃182の先鋭度が許容可能なレベルを下回っているか否かを評価することができる。特定の例では、コントローラ4313は、測定された期間が、例えば1%、5%、10%、25%、50%、100%、及び/又は100%超、事前定義された閾値を超過した場合に、切刃182の先鋭度が許容可能なレベルを下回っていると結論付けてもよい。
In various examples, the
図20は、様々な態様による、様々な先鋭度レベルで先鋭度試験部材4302によって外科用器具10(図1〜図4)の切刃に対して加えられる力を判定するためのシステム4340の論理図を示す。図20を参照すると、様々な例では、電動モータ4331は、発射バー172(図20)を駆動して、例えば、発射ストロークの間は切刃182(図14)を前進させ、かつ/又は復帰ストロークの間は切刃182を後退させることができる。モータドライバ4333は、電動モータ4331を制御することができ、例えばコントローラ4313などのコントローラは、モータドライバ4333と信号通信することができる。電動モータ4331が切刃182を前進させるにつれて、コントローラ4313は、例えば、電動モータ4331によって引き込まれる電流を判定することができる。かかる例では、切刃182を前進させるのに要する力は、例えば、電気モータ4331によって引き込まれる電流に対応することができる。やはり図20を参照すると、外科用器具10のコントローラ4313は、切刃182の前進の間に電動モータ4331によって引き込まれる電流が増加したかを判定することができ、増加した場合、電流の増加率を計算することができる。
FIG. 20 shows the logic of the
特定の例では、電動モータ4331によって引き込まれる電流は、切刃182(図14)が先鋭度試験部材4302と接触している間、先鋭度試験部材4302の切刃182に対する抵抗により、大幅に増加し得る。例えば、電気モータ4331によって引き込まれる電流は、切刃182が先鋭度試験部材4302を係合と係合し、通過し、及び/又はこれを切断するにつれて大幅に増加し得る。切刃182に対する先鋭度試験部材4302の抵抗は、切刃182の先鋭度に部分的に依存し、繰り返し使用によって切刃182の先鋭度が減少するにつれて、切刃182に対する先鋭度試験部材4302の抵抗が増加することが、読者には理解されるであろう。したがって、切刃が先鋭度試験部材4302と接触している間、電動モータ4331によって引き込まれる電流の増加率の値は、例えば、繰り返し使用によって切刃182の先鋭度が減少するにつれて増加し得る。
In a particular example, the current drawn by the
特定の例では、電動モータ4331によって引き込まれる電流の増加率の判定された値は、電動モータ4331によって引き込まれる電流の最大検出増加率であることができる。様々な例において、コントローラ4313は、電動モータ4331によって引き込まれる電流の増加率の判定された値を、電動モータ4331によって引き込まれる電流の増加率の事前定義された閾値と比較することができる。判定された値が事前定義された閾値を超過した場合、コントローラ4313は、例えば、切刃182の先鋭度が許容可能なレベルを下回っていると結論付けることができる。
In a particular example, the determined value of the rate of increase in current drawn by
特定の例では、図20に示されるように、プロセッサ4315は、例えば、フィードバックシステム及び/又はロックアウトメカニズムと通信することができる。特定の例では、電動モータ4331によって引き込まれる電流の増加率の判定された値が事前定義された閾値を超過した場合、プロセッサ4315は、フィードバックシステムを用いてユーザに注意することができる。特定の例では、例えば、電動モータ4331によって引き込まれる電流の増加率の判定された値が事前定義された閾値を超過した場合、プロセッサ4315は、ロックアウトメカニズムを用いて切刃182(図14)の前進を防止してもよい。特定の例では、システム4311は、第1及び第2の位置センサ4321、4323を含んでよい。外科用器具10(図1〜図4)は、ロードセル4335を含んでもよい。
In a particular example, as shown in FIG. 20,
様々な例では、コントローラ4313は、アルゴリズムを利用して、電動モータ4331によって引き込まれる電流の変化を判定することができる。例えば、電流センサは、発射ストロークの間、電気モータ4331によって引き込まれる電流を検出することができる。電流センサは、電気モータによって引き込まれる電流を継続的に検出することができ、かつ/又は電気モータによる電流引き込みを間欠的に検出することができる。様々な例では、アルゴリズムは、例えば、最近の電流読み取り値を直前の電流読み取り値と比較することができる。それに加えて、又は代替的に、アルゴリズムは、期間X内のサンプル読み取り値を、以前の電流読み取り値と比較することができる。例えば、アルゴリズムは、サンプル読み取り値を、例えば、直前の期間Xなど、以前の期間X内の以前のサンプル読み取り値と比較することができる。他の例では、アルゴリズムは、モータによって引き込まれる電流の傾向的な平均を計算することができる。アルゴリズムは、例えば、最近の電流読み取り値を含む、期間Xの間の平均電流引き込みを計算することができ、また、平均電流引き込みを、例えば直前の期間Xの間の平均電流引き込みと比較することができる。
In various examples, the
特定の例では、ロードセル4335(図19、20)は、例えば、切刃182(図14)が先鋭度試験部材4302(図19、20)と係合し、かつ/又はそれに接触している状態で、切刃182に加えられる力(Fx)を監視するように構成することができる。切刃182が先鋭度試験部材4302と係合され、かつ/又は接触している間、先鋭度試験部材4302によって切刃182に加えられる力(Fx)は、少なくとも部分的に、切刃182の先鋭度に依存し得ることが、読者には理解されるであろう。いくつかの例において、切刃182の先鋭度の減少は、切刃182が先鋭度試験部材4302を切断又は通過するのに要する力(FX)の増加をもたらし得る。特定の例では、コントローラ4313(図19、20)は、切刃182(図14)に加えられる監視された力(Fx)の最大値を、1つ又は2つ以上の事前定義された閾値と比較してもよい。
In a particular example, the load cell 4335 (FIGS. 19 and 20) is such that, for example, the cutting edge 182 (FIG. 14) is engaged and / or in contact with the sharpness test member 4302 (FIGS. 19 and 20). It can be configured to monitor the force (Fx) applied to the
特定の例では、切刃182(図14)は、第1の厚さを含む捕捉された組織を横切するのには十分に先鋭であり得るが、例えば、第1の厚さよりも厚い第2の厚さを含む捕捉された組織を横切するには先鋭度が十分でないことがある。いくつかの例において、切刃182が捕捉された組織を横切するのに要する力によって定義されるような、切刃182の先鋭度レベルは、例えば、捕捉された組織が特定の組織厚さ範囲内にある組織厚さを含む場合に、捕捉された組織を横切するのに適正であり得る。特定の例では、メモリ4317(図19、20)は、エンドエフェクタ300によって捕捉された組織の1つ又は2つ以上の事前定義された組織厚さ範囲、及び事前定義された組織厚さ範囲と関連付けられた事前定義された閾値力を格納することができる。いくつかの例において、事前定義された閾値力はそれぞれ、事前定義された閾値力と関連付けられた組織厚さ範囲に包含される組織厚さ(Tx)を含む、捕捉された組織を横切するために好適である、切刃182の最小先鋭度レベルを表してもよい。いくつかの例において、組織厚さ(Tx)を含む捕捉された組織を切刃182が横切するのに要する力(Fx)が、組織厚さ(Tx)を包含する事前定義された組織厚さ範囲と関連付けられた事前定義された閾値力を超過した場合、切刃182は、例えば、捕捉された組織を横切するには先鋭度が十分でないことがある。
In a particular example, the cutting edge 182 (FIG. 14) may be sharp enough to traverse the captured tissue, including the first thickness, but, for example, a thicker than the first thickness. The sharpness may not be sufficient to cross the captured tissue containing a thickness of 2. In some examples, the sharpness level of the
様々な態様では、本開示は、組織圧迫を判定するための技術、及び組織圧迫に応じて(図1〜図18に関連して説明した)外科用器具10の動作を制御する追加の技術を提供する。一実施例では、カートリッジは、意図された組織のタイプ及び厚さに基づいて別様に閉鎖するように外科用器具10を駆動する可変圧迫アルゴリズムを定義するように構成され得る。別の実施例では、外科用器具10は、発射中に経験する負荷に基づいて閉鎖を適応させるように、外科医の使用及び元の組織圧迫プロファイルから学習する。外科用器具10が、このカートリッジタイプについて経験したものとは劇的に異なる組織圧迫の負荷を経験したときに、器具は、そのことをユーザに強調する。
In various aspects, the present disclosure provides techniques for determining tissue compression and additional techniques for controlling the movement of the surgical instrument 10 (described in connection with FIGS. 1-18) in response to tissue compression. offer. In one embodiment, the cartridge may be configured to define a variable compression algorithm that drives the
器具が病院の使用に順応してくるにつれて経時的にモータ制御アルゴリズムのアクティブに調節すると、充電式電池の寿命を向上させること、並びに、組織流動を最小限に抑える組織/処置の要件に調節することができ、したがって、組織封着におけるステープル形成を向上させることができる。 Actively adjusting the motor control algorithm over time as the device adapts to hospital use adjusts to tissue / treatment requirements that improve the life of the rechargeable battery and minimize tissue flow. It can, therefore, improve staple formation in tissue sealing.
したがって、本開示は、外科用器具に関し、様々な状況において、組織をステープリングし切断するように設計された、外科用ステープリング及び切断器具、並びにそのためのステープルカートリッジに関する。例えば、様々な態様では、本開示は、ハンドルが、意図された組織特性について調節するように閉鎖及び発射アルゴリズムを調節することを可能にするためにカートリッジのタイプ又は組織間隙を感知するように構成された内視鏡器具を提供する。この適応アルゴリズム調節は、装置が2つの異なるシステムに反応し、そこから恩恵を受けることを可能にするユーザの動作から「学習する」ことができる。開示する適応アルゴリズムによって提供される第1の恩恵は、組織流動及びステープル形成を含む。装置がユーザの基本傾向及びステップタイミングを学習するにつれて、装置は、より一貫して信頼性の高い出力を提供するように、閉鎖速度及び発射速度を調節することができる。開示する適応アルゴリズムによって提供される第2の恩恵は、電池パックに関係している。装置が器具の発射回数及び使用状態を学習するにつれて、装置は、電池寿命を長くするために事前定義されたやり方で、モータの電流ニーズ/速度を調節することができる。重度の肥満に対する処置を行う病院で使用される装置は、主に結腸直腸又は胸部の処置を行う病院で使用される装置と同様のやり方で動作する可能性は実質的には小さい。したがって、装置が、経時的に、実質的に同様の処置を行うために使用されるときに、装置は、その動作アルゴリズムを学習し、「理想的な」排出及び組織流動の包絡線内で維持するように調節するように構成されている。 Accordingly, the present disclosure relates to surgical instruments, surgical staplings and cutting instruments designed to taper and cut tissue in various situations, and staple cartridges for that purpose. For example, in various aspects, the disclosure is configured to sense the type of cartridge or tissue gap to allow the handle to adjust the closure and firing algorithm to adjust for the intended tissue characteristics. Provided endoscopic instruments. This adaptive algorithm adjustment can "learn" from user behavior that allows the device to react to and benefit from two different systems. The first benefits provided by the disclosed adaptive algorithms include tissue flow and staple formation. As the device learns the user's basic trends and step timing, the device can adjust the closing speed and rate of fire to provide a more consistent and reliable output. The second benefit provided by the disclosed adaptive algorithm relates to the battery pack. As the device learns the number of firings and usage conditions of the appliance, the device can adjust the current needs / speed of the motor in a predefined way to extend battery life. Devices used in hospitals treating severe obesity are virtually unlikely to operate in a manner similar to devices used primarily in hospitals treating colorectal or chest. Therefore, when the device is used over time to perform substantially similar procedures, the device learns its operating algorithm and maintains it within the envelope of "ideal" drainage and tissue flow. It is configured to adjust to.
安全かつ効果的な外科手術には、関与する組織の十分な知識と、その組織への敬意が必要である。臨床医は、外科手術中に行われる調節が有益であり得ることに注意を払っている。これらの調節は、望ましいステープル形成を検出し、促進するメカニズムを含む。 Safe and effective surgery requires a good knowledge of the tissues involved and respect for those tissues. Clinicians have noted that the adjustments made during surgery can be beneficial. These adjustments include a mechanism for detecting and facilitating the formation of desirable staples.
内視鏡器具は、外科的処置に関してそれらを使用する間に、相当量のデータを生成し、監視し、処理することができる。電池の使用を含むかかるデータは、外科用器具自体から取得することができる。加えて、組織圧迫などの特性を含めて、外科用器具が相互作用する組織の特性からデータを取得することができる。更に、臨床医と外科用器具自体との相互作用から、データを取得することができる。そのように取得したデータのリポジトリを処理することができ、所望の場合には、現在の外科的処置に対する安全かつ効果的な結果を促進し、並びに、複数の臨床医によるより一般化された生産的な使用のための基礎を作るように、外科用器具を状況に適応するように設計することができる。かかる適応調節(外科的処置中と、器具が複数の外科的処置から引き出される使用パターンを「学習する」場合の双方)は、患者ケア環境全体を向上させる多数のメカニズムを提供することができる。 Endoscopic instruments can generate, monitor, and process a significant amount of data while using them for surgical procedures. Such data, including battery usage, can be obtained from the surgical instrument itself. In addition, data can be obtained from the characteristics of the tissue with which the surgical instrument interacts, including characteristics such as tissue compression. In addition, data can be obtained from the interaction between the clinician and the surgical instrument itself. A repository of data so obtained can be processed, promoting safe and effective results for current surgical procedures, and more generalized production by multiple clinicians, if desired. Surgical instruments can be designed to adapt to the situation so as to lay the foundation for commercial use. Such adaptive regulation (both during the surgical procedure and when the instrument "learns" the usage patterns elicited from the surgical procedure) can provide a number of mechanisms to improve the overall patient care environment.
図21は、外科用器具の動作を適応させるためのプロセスの一態様を示している。図21に示すように、モジュールを、外科用器具10(図1〜図4)に取設する、又は他の場合には装填することができる(5160)。モジュールは、選択又はアップロードされたプログラムを含むことができる5162。外科用器具10を動作させる準備ができるように、制御機器をアクティブ化することができる(5164)。外科用器具10の使用中、又は使用後、制御手段を含めて、プログラムを適応させることができる(5166)。例えば、これは、外科用器具10内の、又は外科用器具10の遠隔操作に関して、データレートを調節することを含むことができる。これは、アンビル306(図1)及び外科用ステープルカートリッジ304(図1)が閉鎖運動に従事する速度などの速度を調節することを含むことができる。これは、エミッタ及びセンサからのパルス、又は、組織に電流のパルスを印加すること、あるいはかかるパルスのタイミングを含むこともできる。これは、降下した場合の外科用器具10の加速など、加速、あるいはスリープモードからの遷移に適応するようにプログラムを調節することを含むことができる。プログラムは、クランプ力に基づいて実際の/又は予想される負荷を処理するように適応され得る。
FIG. 21 shows an aspect of the process for adapting the movement of a surgical instrument. As shown in FIG. 21, the module can be attached to or otherwise loaded into the surgical instrument 10 (FIGS. 1-4) (5160). Modules can include selected or uploaded programs 5162. The control device can be activated so that the
例えば、ステープル留め処置を実行するアクションを完了するために、外科用器具10(図1〜図4)を用いることができる(5168)。外科用器具10の適切なメモリ位置に、データ記録することができる(5170)。センサがパラメータをどの程度正確に測定したか、及び/測定するかなど、センサ挙動を評価することができる(5172)。組織特性、待機期間、及び発射速度を含むが、これらに限定されない、予期データを評価することができる(5174)。本明細書に開示した上記のメカニズムは、更に、プログラムを適応させる入力を提供することができる(5166)。加えて、組織特性履歴、実際の組織特性、又は予想される組織特性に基づいて、組織同定を実行することができ(5178)、これは、更にプログラムを適応させる入力を提供することができる(5166)。加えて、組織同定5178の特性を更新することができる。更に、処置中に測定されたセンサ入力(5176)を、更にプログラムを適応させる追加の入力(5166)として使用することができ、かかるセンサ測定は、アンビル306と外科用ステープルカートリッジ304との間に間隙の測定を含むことができ、機能、電流、又はトルクの導関数を含む微分測定が取得される。
For example, a surgical instrument 10 (FIGS. 1-4) can be used to complete the action of performing a stapled procedure (5168). Data can be recorded in the appropriate memory location of the surgical instrument 10 (5170). Sensor behavior can be evaluated, such as how accurately the sensor measures the parameters and / or how accurate they measure (5172). Expected data can be evaluated, including, but not limited to, tissue characteristics, waiting time, and rate of fire (5174). The above mechanisms disclosed herein can further provide inputs to adapt the program (5166). In addition, tissue identification can be performed based on tissue characteristic history, actual tissue characteristics, or expected tissue characteristics (5178), which can further provide input to adapt the program (5178). 5166). In addition, the properties of tissue identification 5178 can be updated. In addition, the sensor input (5176) measured during the procedure can be used as an additional input (5166) to further adapt the program, such sensor measurement between the
エンドエフェクタ6006は、組織を圧縮、切断、又はステープル留めするために使用されてもよい。次に、図23Aを参照すると、エンドエフェクタ6030は、圧縮、切断、又はステープル留めの前に、医師によって組織6032を取り巻くように位置付けられてもよい。図23Aに示されるように、エンドエフェクタを使用する準備をしている間、組織に圧縮は適用されなくてもよい。次に、図23Bを参照すると、エンドカッタのハンドル(例えば、ハンドル6002)を係合させることによって、医師は、エンドエフェクタ6030を使用して組織6032を圧縮してもよい。一態様では、組織6032は、図23Bに示されるように、その最大閾値まで圧縮されてもよい。
The end effector 6006 may be used to compress, cut, or staple the tissue. Next, referring to FIG. 23A, the
図23Aを参照すると、様々な力が、エンドエフェクタ6030によって組織6032に適用されてもよい。例えば、組織6032がエンドエフェクタ6030のアンビル6034とチャネルフレーム6036との間で圧縮されると、それによって垂直力F1及びF2が適用されてもよい。次に、図23Bを参照すると、エンドエフェクタ6030によって圧縮されるとき、様々な斜め方向及び/又は横方向の力もまた、組織6032に適用されてもよい。例えば、力F3が適用されてもよい。エンドカッタ6000などの医療装置を操作するために、エンドエフェクタによって組織に適用されている様々な形態の圧縮を検出又は計算することが望ましいことがある。例えば、垂直方向又は横方向の圧縮の理解は、エンドエフェクタがステープル動作をより精密又は正確に適用することを可能にし得、あるいはエンドカッタをより適切又は安全に使用することができるようなエンドカッタの情報を操作者に与え得る。
With reference to FIG. 23A, various forces may be applied to the
組織6032を貫通する方向の圧縮は、組織6032のインピーダンスから判定され得る。様々な圧縮水準において、組織6032のインピーダンスZは増加又は減少し得る。電圧V及び電流Iを組織6032に印加することによって、組織6032のインピーダンスZが様々な圧縮水準で判定され得る。例えば、インピーダンスZは、印加された電圧Vを電流Iで除することによって計算され得る。
Compression in the direction through
次に図24を参照すると、一態様では、RF電極6038は、エンドエフェクタ6030の上(例えば、エンドエフェクタ6030のステープルカートリッジ、ナイフ、又はチャネルフレームの上)に位置付けられ得る。更に、電気接点6040は、エンドエフェクタ6030のアンビル6034の上に位置付けられ得る。一態様では、電気接点は、エンドエフェクタのチャネルフレームの上に位置付けられ得る。組織6032がエンドエフェクタ6030のアンビル6034と、例えば、チャネルフレーム6036との間で圧縮されると、組織6032のインピーダンスZは変化する。エンドエフェクタ6030によって生じる垂直方向の組織圧縮6042は、組織6032のインピーダンスZの関数として測定され得る。
Next, referring to FIG. 24, in one embodiment, the
次に図25を参照すると、一態様では、RF電極6038が位置付けられると、電気接点6044は、エンドエフェクタ6030のアンビル6034の反対端の上に位置付けられ得る。組織6032がエンドエフェクタ6030のアンビル6034と、例えば、チャネルフレーム6036との間で圧縮されると、組織6032のインピーダンスZは変化する。エンドエフェクタ6030によって生じる横方向の組織圧縮6046は、組織6032のインピーダンスZの関数として測定され得る。
Next, referring to FIG. 25, in one aspect, when the
次に図26を参照すると、一態様では、電気接点6050は、アンビル6034の上に位置付けられ得、電気接点6052は、チャネルフレーム6036においてエンドエフェクタ6030の反対端の上に位置付けられ得る。RF電極6048は、エンドエフェクタ6030の中央部に側方に位置付けられ得る。組織6032がエンドエフェクタ6030のアンビル6034と、例えば、チャネルフレーム6036との間で圧縮されると、組織6032のインピーダンスZは変化する。RF電極6048の左右における横方向の圧縮又は角度のある圧縮6054及び6056は、エンドエフェクタ6030によって発生し得、RF電極6048並びに電気接点6050及び6052の相対的な位置付けに基づいて、組織6032の様々なインピーダンスZの関数として測定され得る。
Next, referring to FIG. 26, in one aspect, the
本開示に記載の技術及び特徴のうちの1つ又は2つ以上によれば、上述したように、RF電極は、RFセンサとして使用され得る。次に図27を参照すると、一態様では、RFセンサ6062は、エンドエフェクタのチャネルフレーム6066に挿入されたステープルカートリッジ6060の上に位置付けられ得る。RF電極は、エンドカッタのハンドル(例えば、ハンドル6002)内の電源によって給電され得る電力線6064から続き得る。
According to one or more of the techniques and features described in the present disclosure, the RF electrode can be used as an RF sensor, as described above. Next, referring to FIG. 27, in one aspect, the
次に図28を参照すると、一態様では、RF電極6074及び6076は、エンドエフェクタ6070のチャネルフレーム6078に挿入されたステープルカートリッジ6072の上に位置付けられ得る。図示されるように、RF電極6074は、エンドカッタハンドルに対するエンドエフェクタの近位位置に配置され得る。更に、RF電極6076は、エンドカッタハンドルに対するエンドエフェクタの遠位位置に配置され得る。RF電極6074及び6076は、エンドエフェクタ上の1つ又は2つ以上の電気接点の位置に基づいて組織内の様々な点において垂直方向、横方向、近位、又は遠位の圧縮を測定するために利用され得る。
Next, referring to FIG. 28, in one aspect, the
次に図29を参照すると、一態様では、RF電極6084〜6116は、圧縮情報を所望する様々な点に基づいて、チャネルフレーム6080(又はエンドエフェクタの他の構成要素)に挿入されたステープルカートリッジ6082の上に位置付けられ得る。次に図30を参照すると、一態様では、RF電極6122〜6140は、圧縮情報を所望する別個の点において、ステープルカートリッジ6120の上に位置付けられ得る。次に図31を参照すると、RF電極6152〜6172は、圧縮測定をどの程度正確又は精密にする必要があるかに基づいて、ステープルカートリッジの複数の区域内で様々な点に位置付けられ得る。例えば、RF電極6152〜6156は、区域6158内の圧縮測定をどの程度正確又は精密にする必要があるかに応じて、ステープルカートリッジ6150の区域6158内に位置付けられ得る。更に、RF電極6160〜6164は、区域6166内の圧縮測定をどの程度正確又は精密にする必要があるかに応じて、ステープルカートリッジ6150の区域6166内に位置付けられ得る。加えて、RF電極6168〜6172は、区域6174内の圧縮測定をどの程度正確又は精密にする必要があるかに応じて、ステープルカートリッジ6150の区域6174内に位置付けられ得る。
Then referring to FIG. 29, in one aspect, the RF electrodes 6084-6116 are staple cartridges inserted into the channel frame 6080 (or other component of the end effector) based on various points where compression information is desired. It can be positioned above 6082. Next, referring to FIG. 30, in one aspect, the RF electrodes 6122-6140 may be positioned on the
本明細書に記載するRF電極は、チャネルフレームに挿入されたステープルカートリッジを通って配線され得る。次に図32を参照すると、一態様では、RF電極は、プレス成形された直径約1.0mmの「マッシュルームヘッド」6180を有し得る。RF電極はプレス成形された直径約1.0mmの「マッシュルームヘッド」を有し得るが、これは、非限定的な実施例を意図するものであり、RF電極は、それぞれの特定の用途又は設計に応じて異なる形状及び大きさになってもよい。RF電極は、導電線6182に接続されても、締結されてもよく、又はそれを形成してもよい。導電線6182は、直径約0.5mmであってもよく、特定の用途又は設計に基づいてより大きい又はより小さい直径を有してもよい。更に、導電線は、絶縁被覆6184を有してもよい。一実施例では、RF電極は、ステープルカートリッジ、チャネルフレーム、ナイフ、又はエンドエフェクタの他の構成要素を通って突出してもよい。
The RF electrodes described herein can be routed through staple cartridges inserted into the channel frame. Next, referring to FIG. 32, in one aspect, the RF electrode may have a press-molded "mushroomhead" 6180 with a diameter of about 1.0 mm. The RF electrode may have a press-molded "mushroom head" with a diameter of about 1.0 mm, which is intended for non-limiting examples, where the RF electrode has its own specific application or design. It may have a different shape and size depending on the situation. The RF electrode may be connected to, fastened to, or formed on the
次に図33を参照すると、RF電極は、エンドエフェクタのステープルカートリッジ又はチャネルフレームの単一の壁を通って、又は複数の壁を通って配線され得る。例えば、RF電極6190〜6194は、エンドエフェクタのステープルカートリッジ又はチャネルフレームの壁6196を通って配線され得る。導線6198の1つ又は2つ以上は、RF電極6190〜6194に接続されても、締結されても、その一部になってもよく、例えば、エンドカッタのハンドル内の電源から壁6196を通り抜けてもよい。
Then, referring to FIG. 33, the RF electrodes can be routed through a single wall of the end effector staple cartridge or channel frame, or through multiple walls. For example, RF electrodes 6190-6194 may be routed through the end effector staple cartridge or
次に図34を参照すると、電源は、RF電極と連通していてもよく、又は導線若しくはケーブルを通ってRF電極に電力を供給してもよい。導線又はケーブルは、個々の導線それぞれに合流し、電源に通じ得る。例えば、RF電極6204〜6212は、電源から導線又はケーブル6202を通って電力を受容してもよく、この導線又はケーブルは、エンドエフェクタのステープルカートリッジ6200又はチャネルフレームを通り抜けてもよい。一実施例では、RF電極6204〜6212のそれぞれは、導線若しくはケーブル6202にまで続く又はこれを通り抜ける、それ自身の導線を有してもよい。ステープルカートリッジ6200又はチャネルフレームはまた、例えば、図16A、図16Bに関連して示される一次プロセッサ2006、又は図17A、図17B、及び図18に関連して示されるメインコントローラ3017など、コントローラ6214を含んでもよい。コントローラ6214は、ステープルカートリッジ6200又はチャネルフレームフォームファクタに嵌合するように好適にサイズ決定される必要があることは理解されるであろう。また、コントローラ(Also, the controller)
Next, referring to FIG. 34, the power supply may communicate with the RF electrode, or may supply power to the RF electrode through a wire or cable. The conductors or cables may merge into each of the individual conductors and lead to a power source. For example, RF electrodes 6204-6212 may receive power from a power source through a wire or cable 6202, which wire or cable may pass through a
様々な態様では、医療装置と共に使用するための、本明細書に記載の組織圧縮センサシステムは、周波数発生器を含み得る。周波数発生器は、エンドカッタなど、医療装置の回路基板上に配置され得る。例えば、周波数発生器は、エンドカッタのシャフト又はハンドル内の回路基板上に配置され得る。次に図35を参照すると、本開示の一実施例による例示的な回路図6220が示されている。図示されるように、周波数発生器6222は、電源6221から電力又は電流を受容し得、1つ又は2つ以上のRF信号を1つ又は2つ以上のRF電極6224に供給し得る。上述したように、1つ又は2つ以上のRF電極は、ステープルカートリッジ又はチャネルフレームなど、エンドエフェクタ又はエンドカッタ上の様々な位置又は構成要素に位置付けられ得る。電気接点6226又は6228など、1つ又は2つ以上の電気接点は、エンドエフェクタのチャネルフレーム又はアンビルの上に位置付けられ得る。更に、フィルタ6230又は6232など、1つ又は2つ以上のフィルタは、図35に示されるように電気接点6226又は6228と通信可能に結合され得る。フィルタ6230及び6232は、周波数発生器6222によって供給される1つ又は2つ以上のRF信号を、単一のリターン経路6234に合流する前にフィルタ処理し得る。1つ又は2つ以上のRF信号に関連した電圧V及び電流Iは、1つ又は2つ以上のRF電極6224と電気接点6226又は6228との間で圧縮され及び/又は通信可能に結合され得る組織に関連したインピーダンスZを計算するために使用され得る。
In various aspects, the tissue compression sensor system described herein for use with a medical device may include a frequency generator. The frequency generator can be located on the circuit board of a medical device, such as an end cutter. For example, the frequency generator may be located on a circuit board within the shaft or handle of the end cutter. Next, with reference to FIG. 35, an exemplary schematic 6220 according to an embodiment of the present disclosure is shown. As shown, the
次に図36を参照すると、本明細書に記載される組織圧縮センサシステムの様々な構成要素は、エンドカッタのハンドル6236内に配置され得る。例えば、回路図6220aに示されるように、周波数発生器6222は、ハンドル6236内に配置され得、電源6221から電力を受容する。また、電流I1及び電流I2が、電気接点6228及び6226に対応するリターン経路上で測定され得る。供給経路とリターン経路との間で印加される電圧Vを使用して、インピーダンスZ1及びZ2が計算され得る。Z1は、RF電極6224の1つ又は2つ以上と電気接点6228との間で圧縮され及び/又は通信可能に結合される組織のインピーダンスに対応し得る。更に、Z2は、RF電極6224の1つ又は2つ以上と電気接点6226との間で圧縮され及び/又は通信可能に結合される組織のインピーダンスに対応し得る。式Z1=V/I1及びZ2=V/I2を適用すると、エンドエフェクタによって圧縮された組織の様々な圧縮水準に対応するインピーダンスZ1及びZ2が計算され得る。
Next, with reference to FIG. 36, various components of the tissue compression sensor system described herein may be located within the
次に図37を参照すると、本開示の1つ又は2つ以上の態様が、回路図6250に記載されている。ある実装では、エンドカッタのハンドル6252にある電源は、周波数発生器6254に電力を供給し得る。周波数発生器6254は、1つ又は2つ以上のRF信号を生成し得る。1つ又は2つ以上のRF信号は、エンドカッタのシャフト6258内にあり得る、マルチプレクサ6256において多重化又は重ね合わされ得る。このようにして、2つ又は3つ以上のRF信号は、重ね合わされ(又は、例えば、共にネスト又は変調され)、エンドエフェクタに伝達され得る。1つ又は2つ以上のRF信号は、エンドカッタのエンドエフェクタ6262にある(例えば、ステープルカートリッジ内に位置付けられる)1つ又は2つ以上のRF電極6260に通電し得る。組織(図示せず)は、1つ又は2つ以上のRF電極6260と1つ又は2つ以上の電気接点との間で圧縮され及び/又は通信可能に結合され得る。例えば、組織は、1つ又は2つ以上のRF電極6260と、エンドエフェクタ6262のチャネルフレーム内に位置付けられた電気接点6264又はエンドエフェクタ6262のアンビル内に位置付けられた電気接点6266と、の間で圧縮され及び/又は通信可能に結合され得る。フィルタ6268は、電気接点6264に通信可能に結合され得、フィルタ6270は、電気接点6266に通信可能に接合され得る。
Next, with reference to FIG. 37, one or more aspects of the present disclosure are described in schematic 6250. In some implementations, the power supply at the
1つ又は2つ以上のRF信号に関連した電圧V及び電流Iは、ステープルカートリッジ(1つ又は2つ以上のRF電極6260に通信可能に結合される)と、チャネルフレーム又はアンビル(電気接点6264又は6266の1つ又は2つ以上に通信可能に結合される)と、の間で圧縮され得る組織に関連したインピーダンスZを計算するために使用され得る。 The voltage V and current I associated with one or more RF signals are communicably coupled to a staple cartridge (which is communicatively coupled to one or more RF electrodes 6260) and a channel frame or anvil (electrical contact 6264). Or can be used to calculate the impedance Z associated with the tissue that can be compressed between (or communicably coupled to one or more of 6266).
一態様では、本明細書に記載される組織圧縮センサシステムの様々な構成要素は、エンドカッタのシャフト6258内に配置され得る。例えば、回路図6250に示されるように(及び周波数発生器6254に加えて)、インピーダンス計算器6272、コントローラ6274、不揮発性メモリ6276、及び通信チャネル6278が、シャフト6258内に配置され得る。一実施例では、周波数発生器6254、インピーダンス計算器6272、コントローラ6274、不揮発性メモリ6276、及び通信チャネル6278は、シャフト6258内の回路基板上に位置付けられ得る。
In one aspect, the various components of the tissue compression sensor system described herein can be located within the shaft 6258 of the end cutter. For example, as shown in schematic 6250 (and in addition to the frequency generator 6254), an impedance calculator 6272, a controller 6274, a non-volatile memory 6276, and a
2つ又は3つ以上のRF信号は、電気接点を経由して共通経路上で返され得る。更に、2つ又は3つ以上のRF信号によって表される別々の組織インピーダンスを差異化するために、2つ又は3つ以上のRF信号は、共通経路上でRF信号が合流する前にフィルタ処理され得る。電流I1及び電流I2は、電気接点6264及び6266に対応するリターン経路上で測定され得る。供給経路とリターン経路との間で印加される電圧Vを使用して、インピーダンスZ1及びZ2が計算され得る。Z1は、RF電極6260の1つ又は2つ以上と電気接点6264との間で圧縮され及び/又は通信可能に結合される組織のインピーダンスに対応し得る。更に、Z2は、RF電極6260の1つ又は2つ以上と電気接点6266との間で圧縮され及び/又は通信可能に結合される組織のインピーダンスに対応し得る。式Z1=V/I1及びZ2=V/I2を適用すると、エンドエフェクタ6262によって圧縮された組織の様々な圧縮に対応するインピーダンスZ1及びZ2が計算され得る。実施例では、インピーダンスZ1及びZ2は、インピーダンス計算器6272によって計算され得る。インピーダンスZ1及びZ2は、組織の様々な圧縮水準を計算するために使用され得る。 Two or more RF signals may be returned on a common path via electrical contacts. In addition, the two or more RF signals are filtered before the RF signals merge on a common path to differentiate the separate tissue impedances represented by the two or more RF signals. Can be done. Current I1 and current I2 can be measured on the return path corresponding to the electrical contacts 6264 and 6266. Impedances Z1 and Z2 can be calculated using the voltage V applied between the supply and return paths. Z1 may correspond to the impedance of the tissue that is compressed and / or communicably coupled between one or more of the RF electrodes 6260 and the electrical contacts 6264. In addition, Z2 may correspond to the impedance of the tissue that is compressed and / or communicably coupled between one or more of the RF electrodes 6260 and the electrical contacts 6266. Applying the formulas Z1 = V / I1 and Z2 = V / I2, impedances Z1 and Z2 corresponding to various compressions of the tissue compressed by the end effector 6262 can be calculated. In the embodiment, impedances Z1 and Z2 can be calculated by the impedance calculator 6272. Impedances Z1 and Z2 can be used to calculate various compression levels of tissue.
一態様では、フィルタ6268及び6270は、フィルタ範囲が狭くなってもよいような(例えば、Q=10)、高Qフィルタであり得る。Qは、中心周波数(Wo)/帯域幅(BW)によって定義され得、Q=Wo/BWである。一実施例では、周波数1は150kHzであり得、周波数2は300kHzであり得る。実行可能なインピーダンス測定範囲は、100kHz〜20MHzであり得る。様々な実施例では、RF信号を分離するために、相関、直交検波など、他の高度な技術が使用され得る。
In one aspect, the filters 6268 and 6270 may be high Q filters such that the filter range may be narrowed (eg, Q = 10). Q can be defined by center frequency (Wo) / bandwidth (BW) and Q = Wo / BW. In one embodiment,
本明細書に記載の技術及び特徴のうちの1つ又は2つ以上を使用して、エンドエフェクタのステープルカートリッジ又は孤立したナイフの上にある単一の通電電極は、複数の組織圧縮測定を同時に行うために使用され得る。2つ又は3つ以上のRF信号が、重ね合わされるか、多重化される(又はネストされるか、変調される)場合、それらは、エンドエフェクタの単一電源側に伝達され得、エンドエフェクタのチャネルフレーム又はアンビルのどちらかの上で折り返し得る。それらが共通リターン経路に合流する前に、アンビル及びチャネルの接点にフィルタが組み込まれていれば、両経路によって表される組織インピーダンスは差異化され得る。これは、垂直方向の組織圧縮対横方向の組織圧縮の測定を提供し得る。この方法はまた、フィルタの配置及び金属リターン経路の位置に応じて近位及び遠位の組織圧縮も提供し得る。周波数発生器及び信号プロセッサは、(エンドカッタ内に既に存在し得る)回路基板又はサブ基盤の上の1つ又は2つ以上のチップ上に配置され得る。 Using one or more of the techniques and features described herein, a single energizing electrode on an end effector staple cartridge or isolated knife can simultaneously perform multiple tissue compression measurements. Can be used to do. When two or more RF signals are superimposed, multiplexed (or nested, or modulated), they can be transmitted to the single power supply side of the end effector, which can be transmitted to the end effector. Can wrap over either the channel frame or the anvil. If filters are incorporated at the anvil and channel contacts before they merge into the common return path, the tissue impedance represented by both paths can be differentiated. This may provide a measurement of vertical tissue compression vs. lateral tissue compression. This method may also provide proximal and distal tissue compression depending on the placement of the filter and the location of the metal return pathway. The frequency generator and signal processor may be located on one or more chips on a circuit board or sub-board (which may already be in the endcutter).
様々な態様では、本開示は、(図1〜図18に関連して説明した)外科用器具10内での駆動モータの速度及び倍精度を監視する技術を提供する。一例では、磁石は、ギヤ減速装置の段のうちの1つの遊星フレーム上に配置され得、ギヤハウジング上にはインダクタンスセンサが位置する。別の例では、磁石及び磁場センサを最終段に配置することにより、最も高精度の増分式移動監視をもたらすであろう。 In various aspects, the present disclosure provides techniques for monitoring the speed and double precision of a drive motor within a surgical instrument 10 (described in connection with FIGS. 1-18). In one example, the magnet may be placed on a planetary frame in one of the gear reduction gear stages, and an inductance sensor is located on the gear housing. In another example, placing the magnet and magnetic field sensors in the final stage would provide the most accurate incremental movement monitoring.
従来のモータ制御システムは、エンコーダを用いて、電動エンドカッタ/ステープラ装置など手持ち電池式内視鏡器具内のモータの位置及び速度を検出する。エンドカッタ/ステープラ装置の高精度の動作は、1つには、負荷下でモータ動作を確認するための能力に依存する。単純なセンサ実装を用いて、負荷下でモータ動作を確認することができてもよい。 A conventional motor control system uses an encoder to detect the position and speed of a motor in a handheld battery-powered endoscope device such as an electric end cutter / stapler device. The precision operation of the end cutter / stapler device depends, in part, on its ability to verify motor operation under load. It may be possible to confirm the motor operation under load by using a simple sensor mounting.
したがって、本開示は、ギヤ減速システムの遊星キャリアのうちの1つに磁性体を含む、又はブラシレスモータ技術を用いる。両方法は、モータのハウジング又は遊星ギヤシステムの外側にインダクタンスセンサを配置することを含む。ブラシレスモータの場合、モータの中央磁気シャフトの周りに径方向に配置された電磁場コイル(巻線、インダクタなど)が存在する。コイルは、連続的に作動及び非作動させられて、中央モータシャフトを駆動する。1つ又は2つ以上のインダクタンスセンサはモータの外側に、少なくともいくつかのコイルに隣接して配置され得、モータ巻線の作動/非作動サイクルを感知して、シャフトの回転回数を判定する。代替的に、永久磁石が遊星キャリアのうちの1つに配置され得、インダクタンスセンサが遊星キャリアの径系方向経路に隣接して配置されて、ギヤトレインの段の回転回数を測定できる。この実装は、システム内の任意の回転構成要素に適用され得、機能中、又は設計に応じて回転構成要素がエンドエフェクタにより近くなるとき(接続回数の点で)、比較的多くの回転数を有する領域において、より鮮明な解像度をもたらす。モータ感知法は、実際のシャフト回転ではなく、モータが通電を命じられた回数を感知するが、ギヤトレイン感知法は実際に段のうちの1つの回転を実際に測定するため、ギヤトレイン感知法が好ましいことがある。例えば、モータが高負荷下でエンストした場合、モータ検知法は、シャフト回転ではなく、通電サイクルのみを感知するため、回転の欠落を検出できないであろう。それにもかかわらず、費用効果の高い方法でモータ回転を感知するために、両技術が用いられ得る。 Therefore, the present disclosure includes a magnetic material in one of the planetary carriers of a gear reduction system, or uses brushless motor technology. Both methods involve placing an inductance sensor outside the motor housing or planetary gear system. In the case of a brushless motor, there are electromagnetic field coils (windings, inductors, etc.) arranged radially around the central magnetic shaft of the motor. The coils are continuously actuated and deactivated to drive the central motor shaft. One or more inductance sensors may be located on the outside of the motor, adjacent to at least some coils, to sense the active / non-actuated cycle of the motor windings to determine the number of rotations of the shaft. Alternatively, a permanent magnet may be placed on one of the planetary carriers and an inductance sensor may be placed adjacent to the radial path of the planetary carrier to measure the number of rotations of the gear train stage. This implementation can be applied to any rotation component in the system, with a relatively high number of rotations when the rotation component is closer to the end effector (in terms of the number of connections) during functioning or depending on the design. It provides a clearer resolution in the area it has. The motor sensing method does not detect the actual shaft rotation, but the number of times the motor is ordered to energize, but the gear train sensing method actually measures the rotation of one of the stages, so the gear train sensing method May be preferable. For example, if the motor stalls under heavy load, the motor detection method will only detect the energization cycle, not the shaft rotation, and will not be able to detect the lack of rotation. Nevertheless, both techniques can be used to sense motor rotation in a cost-effective manner.
例えば、ステープル留め中、ステープルがクランプされた組織に打ち込まれる前の組織は、対向する顎部間でしっかりクランプされる。クランプ中の組織圧縮は、圧縮された組織から流体を移動させることがあり、移動速度又は移動量は、組織のタイプ、組織厚さ、外科的動作(例えば、クランプ圧及びクランプ時間)に応じて異なる。様々な例では、エンドエフェクタの対向する顎部間での流体移動は、対向する顎部間でのステープルの奇形(例えば、屈曲)に寄与することがある。したがって、様々な例では、発射ストロークを制御すること、例えば、検出された流体流、又はその欠如に関連して発射速度を制御すること、外科用エンドエフェクタの対向する顎部に介在することが望ましい場合がある。 For example, during staple fastening, the tissue before the staple is driven into the clamped tissue is firmly clamped between the opposing jaws. Tissue compression in the clamp may move fluid from the compressed tissue, and the rate or amount of movement depends on the type of tissue, tissue thickness, surgical action (eg, clamping pressure and clamping time). different. In various examples, fluid movement between the opposing jaws of the end effector may contribute to staple malformations (eg, flexion) between the opposing jaws. Thus, in various examples, controlling the firing stroke, eg, controlling the rate of fire in relation to the detected fluid flow, or lack thereof, intervening in the opposing jaw of the surgical end effector. It may be desirable.
したがって、本明細書では、外科用器具の駆動トレインの速度及び増分式移動を監視するための方法、装置、及び方法も提供され、次いで、装置の動作速度(例えば、顎部閉鎖、ステープル留め)に関する情報を提供する。本実施例によると、外科用器具10(図1〜図4)はモータエンコーダを含まない。外科用器具10には、モータエンコーダではなく、例示の実施例による、モータのパワートレイン用速度センサ組立体を備えるモータが装備され得る。速度センサ組立体は、駆動シャフトに直接的又は間接的に結合されている出力シャフトを有するモータを含み得る。いくつかの例では、出力シャフトは、システムの任意の好適な構成要素の回転速度を検出するセンサを備える遊星ギヤトレインなどギヤ減速組立体に接続される。例えば、センサは、ギヤ減速組立体の任意の回転部分に取り付けられた1つ又は2つ以上の検出可能な要素の移動を検出する誘導センサなどの近接センサであってもよい。検出可能な要素は、最終段の環状ギヤに取り付けられており、センサは、検出可能な要素の移動を検出できるように、検出可能な要素の径方向経路に隣接して位置付けられる。回転構成要素は、設計によって様々であり得、ンサは、ギヤ減速組立体の任意の回転構成要素に取り付けられ得る。例えば、別の例では、検出可能な要素は、最終段又は更には駆動ギヤのキャリアギヤと関連付けられる。いくつかの例では、検出可能な要素は、ギヤ減速組立体とエンドエフェクタとの間の駆動シャフト上などギヤ減速組立体の外側に位置する。いくつかの実施例では、検出可能な要素は、エンドエフェクタにおける最終ギヤ減速装置内の回転構成要素に位置する。
Accordingly, the present specification also provides methods, devices, and methods for monitoring the speed and incremental movement of the drive train of a surgical instrument, followed by the operating speed of the device (eg, jaw closure, staple closure). Provide information about. According to this embodiment, the surgical instrument 10 (FIGS. 1 to 4) does not include a motor encoder. The
前述の回路を用いて、様々な機能が実装され得る。例えば、モータは、図16A、図16B、図17A、図17B、及び図18に関連して記載したモータコントローラと同様のものを用いて制御され得、エンコーダの代わりに、本明細書に記載の電動外科用器具用モータシステムの速度制御及び倍精度の監視が行われる。 Various functions can be implemented using the circuit described above. For example, the motor can be controlled using a motor controller similar to that described in connection with FIGS. 16A, 16B, 17A, 17B, and 18, and instead of the encoder, it is described herein. Speed control and double precision monitoring of motor systems for electrosurgical instruments are performed.
一態様では、本開示は、様々な検出システムで構成される外科用器具10(図1〜図18に関連して記載される)を提供する。したがって、簡潔かつ明瞭にするため、動作及び構造の詳細はここでは繰り返さない。一態様では、検出システムは、ナイフ加速度、インピーダンスの変化率、及び組織接触の変化率を監視するために、粘弾性/変化率検出システムを含む。一実施例では、ナイフ加速度の変化率は、組織タイプの測定として使用され得る。別の実施例では、インピーダンスの変化率は、パルスセンサに伴う尺度であり得、圧縮率に関する尺度として用いられ得る。最後に、組織接触の変化率は、ナイフ発射率に基づいて組織流動を測定するセンサで測定され得る。 In one aspect, the disclosure provides a surgical instrument 10 (described in relation to FIGS. 1-18) composed of various detection systems. Therefore, for the sake of brevity and clarity, the details of operation and structure are not repeated here. In one aspect, the detection system includes a viscoelasticity / rate of change detection system to monitor knife acceleration, rate of change in impedance, and rate of change in tissue contact. In one embodiment, the rate of change in knife acceleration can be used as a measure of tissue type. In another embodiment, the rate of change of impedance can be a measure associated with the pulse sensor and can be used as a measure of compressibility. Finally, the rate of change in tissue contact can be measured by a sensor that measures tissue flow based on the knife firing rate.
検出されたパラメータの変化率、又は別の方法で規定される、組織パラメータが漸近的な定常状態値に達するのにどのくらい時間が必要か、は、それ自体別個の測定であり、導出元の検出されたパラメータよりも貴重であり得る。測定を行う前に既定の時間を待つことなど、組織パラメータの測定を改良するために、本開示は、組織パラメータの変化率など、測定の微分係数を用いるための新規な技術を提供する。 The rate of change of the detected parameter, or otherwise defined, how long it takes for the tissue parameter to reach an asymptotic steady-state value, is itself a separate measurement and the detection of the derivation source. Can be more valuable than the parameters given. To improve the measurement of tissue parameters, such as waiting for a predetermined time before making the measurement, the present disclosure provides a novel technique for using the derivative of the measurement, such as the rate of change of the tissue parameter.
単独で用いてステープル形成を劇的に改良できる単一の測定は存在しないという理解のもと、微分技術又は変化率測定は最も有用となる。それは、測定を有効なものにする複数の測定の組み合わせである。組織の間隙の場合、関連する間隙測定を行うために、顎部が組織によってどのくらい覆われているかを知ることが役に立つ。インピーダンスの変化率測定は、アンビル及びステープルカートリッジなどのエンドエフェクタの顎部材間で把持される組織に加えられる力及び圧縮を関係付けるために、アンビルでのひずみ測定と組み合わされてもよい。変化率測定は、組織圧縮はもとより、組織タイプも判定するために、内視鏡装置によって用いられ得る。胃組織及び肺組織は、ときに類似の厚さを有し、また肺組織が石灰化したときに類似の圧縮特性さえも有するが、器具は、間隙、圧縮、加えられた力、組織接触面積、及び圧縮の変化率又は間隙の変化率などの測定の組み合わせを用いることによって、これらの組織タイプを見分けることが可能であり得る。これらの測定のいずれかが単独で使用された場合、内視鏡装置が組織タイプを見分けることは困難となり得る。圧縮の変化率はまた、組織が「正常」であるか否か、又は異常が存在するか否かを、装置が判定することを可能にすることにも役に立ち得る。経過した時間だけでなく、センサ信号の変動も測定し、信号の微分係数を判定すると、内視鏡装置がその信号を測定することを可能にする別の測定が提供されるであろう。変化率情報はまた、いつ定常状態に達したのかを判定し、プロセスの次のステップに信号を送るためにも用いられ得る。例えば、アンビル及びステープルカートリッジなどのエンドエフェクタの顎部材間で組織をクランプした後、組織圧縮が定常状態に達すると(例えば、約15秒)、装置の発射を開始するインジケータ又はトリガが有効化され得る。 Derivative techniques or rate of change measurements are most useful, with the understanding that there is no single measurement that can be used alone to dramatically improve staple formation. It is a combination of measurements that make the measurements valid. In the case of tissue gaps, it is useful to know how much the jaw is covered with tissue to make the relevant gap measurements. Impedance rate of change measurements may be combined with strain measurements in anvils to relate the forces and compressions applied to the tissue gripped between the jaw members of end effectors such as anvils and staple cartridges. The rate of change measurement can be used by an endoscopic device to determine tissue type as well as tissue compression. Gastric and lung tissue sometimes have similar thicknesses, and even similar compressive properties when lung tissue is calcified, but the device has gaps, compression, applied force, tissue contact area. , And a combination of measurements such as the rate of change in compression or the rate of change in the gap may be used to distinguish between these tissue types. When any of these measurements are used alone, it can be difficult for the endoscopist to distinguish the tissue type. The rate of change in compression can also help allow the device to determine if the tissue is "normal" or if anomalies are present. Measuring not only the elapsed time, but also the variation of the sensor signal and determining the derivative of the signal will provide another measurement that allows the endoscopist to measure the signal. The rate of change information can also be used to determine when steady state is reached and signal the next step in the process. For example, after clamping tissue between jaw members of end effectors such as anvils and staple cartridges, when tissue compression reaches steady state (eg, about 15 seconds), an indicator or trigger that initiates firing of the device is activated. obtain.
本明細書ではまた、外科用器具動作中の組織の安定特性、クリープ特性、及び粘弾性特性を判定するセンサデータの時間依存性評価のための方法、装置、及びシステムも提供する。図1に示されるステープラなどの外科用器具10は、顎部の間隙の大きさ又は距離、発射電流、組織圧縮、組織によって覆われる顎部の量、アンビルひずみ、及びトリガ力などの動作パラメータを測定するために、多様なセンサを含むことができる。これらの検出された測定値は、外科用器具の自動制御のため、及びフィードバックを臨床医に提供するために重要である。
Also provided herein are methods, devices, and systems for time-dependent assessment of sensor data to determine the stability, creep, and viscoelastic properties of tissue during surgical instrument operation. The
図22A〜図37に関連して示される実施例は、間隙距離対時間、組織圧縮対時間、及びアンビルひずみ対時間などの様々な導出されたパラメータを測定するために用いられ得る。モータ電流は、本明細書に記載されるように電池2308と直列に電流センサ2312を用いて、電池2408と直列に電流センサ2412を用いて、又は図18の電流センサ3027を用いて監視され得る。
The examples shown in connection with FIGS. 22A-37 can be used to measure various derived parameters such as gap distance vs. time, tissue compression vs. time, and anvil strain vs. time. Motor current can be monitored using current sensor 2312 in series with battery 2308, using current sensor 2412 in series with battery 2408, or using
図38は、再使用されてもされなくてもよい、切断及び締結用のモータ駆動の外科用器具8010を示す。外科用器具8010は、図1〜図18に関連して説明した切断及び締結用の外科用器具10と、同様に構築されて装備されている。図38に示される実施例では、外科用器具8010は、臨床医が把持し、操作し、作動させるように構成されているハンドル組立体8014を備えるハウジング8012を含む。ハウジング8012は、1つ又は2つ以上の外科的タスク又は処置を行うように構成されている外科用エンドエフェクタ8300が動作可能に結合されている、交換式シャフト組立体8200に動作可能に取設するように構成されている。外科用器具8010は、図1〜図18に関連して記載される切断及び締結用の外科用器具10と同様に構築及び装備されるので、簡潔かつ明瞭にするために、ここでは動作及び構造の詳細を繰り返さない。
FIG. 38 shows a motor-driven
図38に示されるハウジング8012は、外科用ステープルカートリッジ8304を中で動作可能に支持するように構成されている、外科用切断及び締結装置を備えるエンドエフェクタ8300を含む、交換式シャフト組立体8200に関連して示されている。ハウジング8012は、種々のサイズ及びタイプのステープルカートリッジを支持するように適合されたエンドエフェクタを含み、種々のシャフトの長さ、サイズ、及びタイプなどを有する交換式シャフト組立体と接続されて使用するように構成されてもよい。加えて、ハウジング8012はまた、他の運動、並びに、例えば高周波(RF)エネルギー、超音波エネルギー及び/又は運動などの他の形態のエネルギーを、様々な外科用途及び処置に関連して用いられるように適合されたエンドエフェクタ装置に印加するように構成されている組立体など様々な他の交換式シャフト組立体と共に効果的に用いられてもよい。更に、エンドエフェクタ、シャフト組立体、ハンドル、外科用器具、及び/又は外科用器具システムは、任意の好適な締結具を利用して組織を締結することができる。例えば、中に取り外し可能に格納された複数の締結具を備える締結具カートリッジが、シャフト組立体のエンドエフェクタに取り外し可能に挿入及び/又は取設され得る。
The
次に図38に移ると、再使用されてもされなくてもよい、外科用器具8010が示されている。外科用器具8010は、本明細書に記載の切断及び締結用の外科用器具10と、同様に構築されて装備されている。図38に示される実施例では、外科用器具8010は、臨床医が把持し、操作し、作動させるように構成されているハンドル組立体8014を備えるハウジング8012を含む。ハウジング8012は、1つ又は2つ以上の外科的タスク又は処置を行うように構成されている外科用エンドエフェクタ8300が動作可能に結合されている、交換式シャフト組立体8200に動作可能に取設するように構成されている。外科用器具8010は、図1〜図18に関連して本明細書に記載される切断及び締結用の外科用器具10と同様に構築及び装備されるので、簡潔かつ明瞭にするために、ここでは動作及び構造の詳細を繰り返さない。
Next, moving to FIG. 38, a
図38に示されるハウジング8012は、外科用ステープルカートリッジ8304を中で動作可能に支持するように構成されている、外科用切断及び締結装置を備えるエンドエフェクタ8300を含む、交換式シャフト組立体8200に関連して示されている。ハウジング8012は、種々のサイズ及びタイプのステープルカートリッジを支持するように適合されたエンドエフェクタを含み、種々のシャフトの長さ、サイズ、及びタイプなどを有する交換式シャフト組立体と接続されて使用するように構成されてもよい。加えて、ハウジング8012はまた、他の運動、並びに、例えば高周波(RF)エネルギー、超音波エネルギー及び/又は運動などの他の形態のエネルギーを、様々な外科用途及び処置に関連して用いられるように適合されたエンドエフェクタ装置に印加するように構成されている組立体など様々な他の交換式シャフト組立体と共に効果的に用いられてもよい。更に、エンドエフェクタ、シャフト組立体、ハンドル、外科用器具、及び/又は外科用器具システムは、任意の好適な締結具を利用して組織を締結することができる。例えば、中に取り外し可能に格納された複数の締結具を備える締結具カートリッジが、シャフト組立体のエンドエフェクタに取り外し可能に挿入及び/又は取設され得る。
The
図38は、交換式シャフト組立体8200が動作可能に結合された外科用器具8010を示している。図示の構成において、ハンドルハウジングは、臨床医に把持及び操作され得るピストルグリップ部分8019を形成する。ハンドル組立体8014は、その中に複数の駆動システムを動作可能に支持し、それら駆動システムは、ハンドル組立体に動作可能に取設された交換式シャフト組立体の対応部分に、様々な制御運動を生成及び適用するように構成されている。トリガ8032は、これらの制御運動の様々を制御するために、ピストルグリップと動作可能に関連付けられる。
FIG. 38 shows a
続けて図38を参照すると、交換式シャフト組立体8200は、外科用ステープルカートリッジ8304を中で動作可能に支持するように構成された細長いチャネル8302を備える、エンドエフェクタ8300を含む。エンドエフェクタ8300は、細長いチャネル8302に対して枢動可能に支持されるアンビル8306を更に含んでもよい。
Subsequently referring to FIG. 38, the
本発明者らは、導出されたパラメータが、図38に例示される器具などの外科用器具を制御するために、導出されたパラメータの基礎となる検出されたパラメータよりも更に有用であり得ることを見出した。導出されたパラメータの非限定的な実施例には、検出されたパラメータの変化率(例えば、顎部間隙距離)及び組織パラメータが漸近的な定常状態値に達するまでの経過時間(例えば、15秒)が挙げられる。変化率などの導出されたパラメータは、測定精度を劇的に向上させ、更に、他の形では検出されたパラメータから直接に明らかでない情報も提供することから、特に有用である。例えば、インピーダンス(例えば、組織圧縮)変化率は、アンビルのひずみと組み合わされて、圧縮及び力を関係付けることができ、これにより、コントローラが、組織圧縮の量はもとより、組織タイプも判定することが可能になる。この実施例は一例に過ぎず、いずれの導出されたパラメータも、1つ又は2つ以上の検出されたパラメータと組み合わされて、組織タイプ(例えば、胃と肺)、組織の健康状態(石灰化と正常)、及び外科用装置の動作状態(例えば、クランプ完了)に関するより正確な情報を提供することができる。異なる組織は、独自の粘弾性特性及び独自の変化率を有し、したがって、これら及び本明細書に記載される他のパラメータは、外科処置を監視し、自動的に調節するための有用なしるしとなる。 We find that the derived parameters may be even more useful than the detected parameters underlying the derived parameters for controlling surgical instruments such as the instruments illustrated in FIG. 38. I found. Non-limiting examples of derived parameters include the rate of change of the detected parameters (eg, jaw gap distance) and the elapsed time for tissue parameters to reach asymptotic steady-state values (eg, 15 seconds). ). Derived parameters, such as the rate of change, are particularly useful because they dramatically improve measurement accuracy and also provide information that is not directly apparent from the parameters detected in other ways. For example, the rate of change of impedance (eg, tissue compression) can be combined with anvil strain to relate compression and force, which allows the controller to determine the tissue type as well as the amount of tissue compression. Becomes possible. This example is only an example, and any derived parameter can be combined with one or more detected parameters for tissue type (eg, stomach and lung), tissue health (calcification). And normal), and more accurate information about the operating state of the surgical device (eg, clamp completion) can be provided. Different tissues have their own viscoelastic properties and their own rate of change, so these and other parameters described herein are useful signs for monitoring and automatically adjusting the surgical procedure. It becomes.
具体的には、図38及び39を参照すると、間隙8040は、エンドエフェクタ8300のアンビル8306と細長いチャネル8302との間の距離である。開いた顎部位置では、時間ゼロにおいて、アンビル8306と細長い部材との間の間隙8040は、その最大距離にある。間隙8040の幅は、組織クランプ中など、アンビル8306が閉じるにつれて減少する。組織は非一様な弾力性を有するため、間隙距離変化率は変動し得る。例えば、ある組織タイプは、急速な圧縮を初期に示し、結果としてより速い変化率となる。しかしながら、組織が持続的に圧縮されると、組織の粘弾性特性により、組織がそれ以上圧縮できなくなるまで変化率が減少し得、それ以上圧縮できなくなると、間隙距離は実質的に一定のままになる。組織がエンドエフェクタ8300のアンビル8306と外科用ステープルカートリッジ8304との間で圧搾されると、間隙は、時間の経過と共に減少する。図22A〜図37及び図40に関連して記載される1つ又は2つ以上のセンサは、時間「t」にわたってアンビル8306と外科用ステープルカートリッジ8304との間の間隙距離「d」を測定するように適合され、構成されてもよく、時間「t」にわたる間隙距離「d」の変化率は曲線の勾配であり、ここで、勾配=Δd/Δtである。加えて、発射電流の変化率は、組織がある状態から別の状態に遷移中であることのインジケータとして使用することができる。したがって、発射電流及び、とりわけ、発射電流の変化率は、装置動作を監視するために使用することができる。ナイフが組織を切り進むと、発射電流は時間の経過と供に減少する。切断すべき組織が、組織の特性、又はナイフ8305の先鋭度により多少の抵抗を与える場合、発射電流の変化率は、変化し得る(図39)。例えば、モータ電流は、本明細書中に記載されているような電池2308と直列接続の電流センサ2312、本明細書中に示されているような電池2408と直列接続の電流センサ2412、又は図18に示す電流センサ3027を用いて監視してもよい。電流センサ2312、2314、3027は、時間「t」にわたってモータ発射電流「i」を測定するように適合され、構成されてもよく、時間tにわたる発射電流「i」の変化率は曲線の勾配であり、ここで、勾配=Δi/Δtである。図22A〜図37及び図40に関連して記載されるセンサは、組織圧縮/インピーダンスを測定するように適合され、構成されてもよい。センサは、時間「t」にわたって組織インピーダンス「Z」を測定するように適合され、構成されてもよく、時間「t」にわたる組織インピーダンス「Z」の変化率は勾配であり、ここで、勾配=ΔZ/Δtである。アンビル8306のひずみの変化率は、そのアンビル8306及び外科用ステープルカートリッジ8304のいずれか又は両方(図38、図39)の上に位置付けられた圧力センサ又はひずみゲージにより測定され得、アンビル8306及び外科用ステープルカートリッジ8304の間に把持される組織に加えられる圧力又はひずみを測定する。このため、時間ゼロにおいて、トリガ8020(図38)圧力は、最も低くてもよく、トリガ圧力は、動作が完了するまで(例えば、クランプ、切断、又はステープル留め)増加してもよい。トリガ力の変化率は、アンビル8306と外科用ステープルカートリッジ8304との間に把持された組織を通してナイフ8305(図39)を駆動するために必要な力を測定するように外科用器具8010(図38)のハンドルのピストルグリップ部分8019のトリガ8032上に位置付けられる圧力センサ又はひずみゲージによって測定され得る。
Specifically, referring to FIGS. 38 and 39, the
簡潔に図40を参照すると、エンドエフェクタ9012は、外科用器具8010(図38)と共に動作して間隙距離対時間、組織圧縮対時間、及びアンビルひずみ対時間などの様々な導出されたパラメータを測定するように適合され得るエンドエフェクタ8300(図38)の一態様である。したがって、図40に示されるエンドエフェクタ9012は、エンドエフェクタ9012及び/又はエンドエフェクタ9012によって捕捉される組織切片に関連付けられる1つ又は2つ以上のパラメータ又は特性を測定するように構成されている1つ又は2つ以上のセンサを含み得る。図40に示される実施例では、エンドエフェクタ9012は、第1のセンサ9020及び第2のセンサ9026を備える。様々な実施例では、例えば、第1のセンサ9020及び/又は第2のセンサ9026は、例えば磁界センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、力センサ、例えば渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び/又はエンドエフェクタ9012の1つ又は2つ以上のパラメータを測定するための任意の他の好適なセンサを備えてもよい。
Briefly referring to FIG. 40, the
特定の例では、第1のセンサ9020及び/又は第2のセンサ9026は、例えば、アンビル9014に埋め込まれ、かつ顎部材9016及び/又はステープルカートリッジ9018に埋め込まれた磁石9024によって生成される磁場を検出するように構成されている磁場センサを備えてもよい。アンビル9014は、開位置と閉位置との間で枢動可能に回転可能である。検出された磁場の強度は、例えば、アンビル9014と顎部材9016との間に位置する組織の厚さ及び/又は食込みの完全さに相当してもよい。特定の例では、第1のセンサ9020及び/又は第2のセンサ9026は、クランプ後状態の間のアンビル9014におけるひずみの大きさを測定するように構成された、例えば微小ひずみゲージなどのひずみゲージを備えてもよい。ひずみゲージは、ひずみの大きさに伴って大きさが変動する電気信号を提供する。
In a particular example, the
いくつかの態様では、例えば第1のセンサ9020及び/又は第2のセンサ9026など、エンドエフェクタ9012の1つ又は2つ以上のセンサは、アンビル9014と顎部材9016との間に圧縮された組織が存在することによって生成される圧力を検出するように構成されている圧力センサを備えてもよい。いくつかの実施例では、例えば第1のセンサ9020及び/又は第2のセンサ9026など、エンドエフェクタ9012の1つ又は2つ以上のセンサは、アンビル9014と顎部材9016との間に位置する組織切片のインピーダンスを検出するように構成されている。検出されたインピーダンスは、アンビル9014と顎部材9016との間に位置する組織の厚さ及び/又は完全さを示してもよい。
In some embodiments, one or more sensors of the
一態様では、例えば第1のセンサ9020など、エンドエフェクタ9012のセンサのうちの1つ又は2つ以上は、アンビル9014と顎部材9016との間の間隙9022を測定するように構成されている。特定の例では、間隙9022は、アンビル9014と顎部材9016との間にクランプされた組織切片の厚さ及び/又は圧縮率を表すものであり得る。少なくとも1つの実施例では、間隙9022は、アンビル9014と顎部材9016との間にクランプされた組織切片の厚さと等しい、又は実質的に等しいものであり得る。一実施例では、例えば第1のセンサ9020など、エンドエフェクタ9012のセンサのうちの1つ又は2つ以上は、顎部材9016によって、かつ/又はアンビル9014と顎部材9016との間にクランプされた組織によって、アンビル9014に対して及ぼされる1つ又は2つ以上の力を測定するように構成されている。アンビル9014に対して及ぼされる力は、アンビル9014と顎部材9016との間に捕捉された組織切片によって経験される組織圧縮を表すものであり得る。一態様では、アンビル9014と顎部材9016との間の間隙9022は、磁場センサをアンビル9014上に位置付け、磁石を顎部材9016上に位置付けることによって測定され得、間隙9022は、磁場センサによって検出される信号に比例し、信号は、磁石と磁場センサとの間の距離に比例する。磁場センサ及び磁石の位置は、磁場センサが顎部材9016上に位置付けられ、磁石がアンビル9014上に配置されるように、交換されてもよいことは理解されるであろう。
In one aspect, one or more of the sensors in the
例えば第1のセンサ9020及び/又は第2のセンサ9026など、センサのうちの1つ又は2つ以上は、クランプ動作中にリアルタイムに測定されてもよい。リアルタイム測定は、時間基準の情報が、例えば、プロセッサによって分析されること、並びに外科用器具9010の操作者の手動入力をリアルタイムに評価することを目的とした1つ若しくは2つ以上のアルゴリズム及び/又はルックアップテーブルを選択するために使用されることを可能にする。更に、操作者が手動入力を較正して所望の出力を生成する手助けをするために、リアルタイムのフィードバックを操作者に提供することができる。
One or more of the sensors, such as the
図41は、外科用器具9010の操作者の手動入力9064をリアルタイムに評価して、操作者に手動入力9064の妥当性に関するリアルタイムフィードバックを提供するための、リアルタイムフィードバックシステム9060の一態様を示す論理図である。図40及び41を参照して、図41に示す実施例では、リアルタイムフィードバックシステム9060は、回路からなっている。回路は、プロセッサ9062を備えるコントローラ9061を含む。例えば、第1のセンサ9020などのセンサは、エンドエフェクタ9012のパラメータを測定するためにプロセッサ9062によって用いられる。加えて、プロセッサ9062は、外科用器具9010の操作者の手動入力9064を表す値を判定又は受信するように構成することができる。手動入力9064は、手動入力9064が操作者によって提供されている間は、プロセッサ9062によって連続的に評価することができる。プロセッサ9062は、手動入力9064を表す値を監視するように構成することができる。更に、プロセッサ9062は、所望の区域又は範囲に対して、判定値に対する位置、順位、及び/又は状態を割り当てる、選択する、又は判定するように構成される。以下により詳細に説明するように、エンドエフェクタ9012のパラメータの測定値及び判定値は、判定値に関連付けられた位置、順位、及び/又は状態を選択又は判定するために、プロセッサ9062によって用いることができる。手動入力9064の変化により、判定値の変化が生じ、その変化により、今度は、所望の区域又は範囲に対して判定値に割り当てられた位置、順位、及び/又は状態の変化が生じる。
FIG. 41 is a logic showing an aspect of the real-
図41に示すように、リアルタイムフィードバックシステム9060は、所望の区域又は範囲の内側又は外側の複数の位置、順位、及び/又は状態の間で調節することができる、フィードバックインジケータ9066を更に含むことができる。一実施例では、プロセッサ9062は、エンドエフェクタ9012のパラメータの測定値(M1)及び第1の手動入力(I1)を表す第1の判定値(V1)に基づいて、手動入力9064を特性化する第1の位置(P1)、順位、及び/又は状態を選択することができる。特定の例では、第1の位置(P1)、順位、及び/又は状態は、所望の区域又は範囲の外側にあたることがある。そのような例では、操作者は、例えば、手動入力9064を増大又は減少させることによって、第1の手動入力(I1)から第2の手動入力(I2)に手動入力9064を変更することができる。これに応じて、プロセッサ9062は、第1の位置(P1)、順位、及び/又は状態から第2の位置(P2)、順位、及び/又は状態にフィードバックインジケータ9066を調節することができ、これにより、手動入力9064の変化を特性化する。プロセッサ9062は、エンドエフェクタ9012のパラメータの測定値(M1)及び第2の手動入力(I2)を表す第2の判定値(V2)に基づいて、第2の位置(P2)、順位、及び/又は状態を選択することができる。特定の例では、第2の位置(P2)、順位、及び/又は状態は、所望の区域又は範囲の内側にあたることがある。そのような例では、操作者は、例えば、治療サイクル又は処置の残部に関して第2の手動入力(I2)を維持することができる。
As shown in FIG. 41, the real-
図41に示す態様では、コントローラ9061は、例えば、メモリ9068などの記憶媒体を含む。メモリ9068は、エンドエフェクタ9012の1つ又は2つ以上のパラメータの測定値と、手動入力を表す値と、所望の区域又は範囲に対する手動入力9064を特性化する対応する位置、順位、及び/又は状態との間の相関を格納するように構成することができる。一実施例では、メモリ9068は、測定値(M1)と、第1の判定値(V1)と、第1の手動入力(I1)との間の相関、及び測定値(M1)と、第2の判定値(V2)と、第2の手動入力(I2)との間の相関を格納することができる。一実施例では、メモリ9068は、エンドエフェクタ9012の1つ又は2つ以上のパラメータの測定値と、手動入力を表す値と、所望の区域又は範囲に対する対応する位置、順位、又は状態との間の相関を判定するための、アルゴリズム、式、又はルックアップテーブルを格納することができる。プロセッサ9062は、そのようなアルゴリズム、式、及び/又はルックアップテーブルを用いて、外科用器具9010の操作者によって提供される手動入力9064を特性化し、操作者に手動入力9064の妥当性に関するフィードバックを提供することができる。
In the aspect shown in FIG. 41, the controller 9061 includes a storage medium such as a
図42は、リアルタイムフィードバックシステム9070の一態様を示す論理図である。リアルタイムフィードバックシステム9070は、リアルタイムフィードバックシステム9060に多くの点で類似している。例えば、リアルタイムフィードバックシステム9060と同様に、リアルタイムフィードバックシステム9070は、外科用器具9010の操作者の手動入力をリアルタイムに評価して、操作者に手動入力の妥当性に関するリアルタイムフィードバックを提供するように構成されている。更に、リアルタイムフィードバックシステム9060と同様に、リアルタイムフィードバックシステム9070は、コントローラ9061を含み得る回路からなっている。
FIG. 42 is a logical diagram showing one aspect of the real-time feedback system 9070. The real-time feedback system 9070 is in many ways similar to the real-
図42に示す態様では、例えば、ひずみゲージ又は微小ひずみゲージなどのセンサ9072は、例えば、組織の圧縮を示し得る、クランプ動作の間にアンビル9014に作用するひずみの振幅など、エンドエフェクタ9012の1つ又は2つ以上のパラメータを測定するように構成されている。測定されたひずみは、デジタル信号に変換され、プロセッサ9062に提供される。例えば負荷センサなどセンサ9074は、アンビル9014とステープルカートリッジ9018との間に捕捉された組織を切断するために切断部材9040を前進させる力を測定することができる。代替的に、モータ9082による電流引き出しを測定するために、電流センサ(図示せず)を用いることができる。発射バー9036を前進させるのに要する力は、例えば、電気モータ9082によって引き出される電流に対応することができる。測定された力は、デジタル信号に変換され、プロセッサ9062に提供される。例えば磁場センサなどセンサ9076は、上述したように、捕捉された組織の厚さを測定するために用いられ得る。磁界センサ9076の測定値もまた、デジタル信号に変換され、プロセッサ9062に提供される。
In the aspect shown in FIG. 42, for example, a sensor 9072, such as a strain gauge or microstrain gauge, may indicate compression of tissue, such as the amplitude of strain acting on the
図42に示す態様では、リアルタイムフィードバックシステム9070は、発射トリガの位置を判定するように構成することができる追跡システム9080を更に含む。上述したように、発射トリガ9094は、発射ストローク中の発射バー9036及び/又は切断部材9040の運動特性の複数の値のうちの1つにそれぞれ対応する、複数の位置の間で発射トリガ9094を移動することによって、押下する又は作動させることができる。上述したように、運動特性は、発射ストローク中の発射バー9036及び/又は切断部材9040の前進速度とすることができる。特定の例では、モータドライバ9092は、コントローラ9061と連通することができ、追跡システム9080によって検出されたように、操作者の手動入力に従ってモータ9082を駆動するように構成することができる。
In the aspect shown in FIG. 42, the real-time feedback system 9070 further includes a
上記に加えて、リアルタイムフィードバックシステム9070は、フィードバックインジケータ9066を含むことができる。一態様では、フィードバックインジケータ9066は、ハンドル9030内に配置することができる。代替的に、フィードバックインジケータは、例えば、シャフト組立体9032内に配置することができる。いかなるイベントにおいても、コントローラ9061は、フィードバックインジケータ9066を用いて、外科用器具9010の操作者に、例えば、発射トリガ9094の選択された位置などの手動入力の妥当性に関するフィードバックを提供することができる。そのようにするために、コントローラ9061は、発射トリガ9094の選択された位置、並びに/又は発射バー9036及び/若しくは切断部材9040の速度の対応する値を評価することができる。センサ9072、9074、及び9076によってそれぞれ測定されるような、組織の圧縮、組織厚さ、及び/又は発射バー9036を前進させるために要する力の測定値は、発射トリガ9094の選択された位置、並びに/又は発射バー9036及び/若しくは切断部材9040の速度の対応する値を特性化するために、コントローラ9061によって使用され得る。一例では、メモリ9068は、評価においてコントローラ9061によって用いることができるアルゴリズム、式、及び/又はルックアップテーブルを格納することができる。一実施例では、センサ9072、9074、及び/又は9076の測定値を使用して、発射トリガ9094の選択された位置、並びに/又は発射バー9036及び/若しくは切断部材9040の速度の対応する値を特性化する、位置、順位、及び/又は状態を選択又は判定することができる。判定された位置、順位、及び/又は状態は、フィードバックインジケータ9066により操作者に伝達することができる。
In addition to the above, the real-time feedback system 9070 can include a
発射ストローク中の発射バー9036及び/又は切断部材9040の最適な速度は、例えば、エンドエフェクタ9012によって捕捉された組織の厚さ、組織の圧縮、及び/又は発射バー9036及び次に切断部材9040を前進させるために要する力などの、エンドエフェクタ9012のいくつかのパラメータに依存し得ることを読者は理解するであろう。そのように、これらのパラメータの測定値は、捕捉された組織を通る切断部材9040の現在の前進速度が最適な区域又は範囲内であるか否かを評価する際に、コントローラ9061によって活用され得る。
The optimum velocity of the firing bar 9036 and / or the cutting member 9040 during the firing stroke is, for example, the thickness of the tissue captured by the
一態様では、複数のスマートセンサは、エンドエフェクタの電力線上に位置付けられてもよく、エンドカッタのハンドルに通信可能に連結されてもよい。スマートセンサは、電力線に対して直列又は並列に位置付けられてもよい。次に図43を参照すると、スマートセンサ12060及び12062は、スマートセンサに対してローカルであり得る信号処理要素又はプロセッサ12064と通信してもよい。両方のスマートセンサ12060及び12062並びにプロセッサ12064は、エンドエフェクタ(点線枠12066によって表される)に配置されてもよい。例えば、スマートセンサ12060は、プロセッサ12064への入力のために信号又はデータを調整し得る、演算増幅器12068及びADC変換器12070に信号又はデータを出力してもよい。同様に、スマートセンサ12062は、プロセッサ12064への入力のために信号又はデータを調整し得る、演算増幅器12072及びADC変換器12074に信号又はデータを出力してもよい。
In one aspect, the plurality of smart sensors may be positioned on the power line of the end effector or may be communicatively coupled to the handle of the end cutter. The smart sensor may be positioned in series or in parallel with the power line. Next, referring to FIG. 43, the
スマートセンサ12060及び/又は12062は、異なるタイプのセンサ又は同じタイプのセンサであってもよく、これらは例えば、磁界センサ、磁気センサ、誘導センサ、容量センサ、若しくは医療用装置又はエンドカッタに使用される他のタイプのセンサであってもよい。既にプロセッサとして参照した要素12064はまた、計算コア、FPGA(フィールド・プログラマブルゲート・アレイ)、論理ユニット(例えば、論理プロセッサ又は論理コントローラ)、信号処理ユニット、又は他のタイプのプロセッサであってもよい。プロセッサ12064は、不揮発性メモリ12076などのメモリと通信していてもよく、不揮発性メモリ12076は、計算データ、エンドエフェクタ12066に挿入されたカートリッジのタイプなどの機器情報、表データ、若しくはプロセッサ12064が、エンドエフェクタ12066又はエンドカッタを操作する際に使用するスマートセンサ12060又は12062のうち1つ又は2つ以上から受信した信号又はデータを処理することを可能にし得る、他の参照データを格納し得る。
The smart sensors 12060 and / or 12062 may be different types of sensors or sensors of the same type, which are used, for example, in magnetic field sensors, magnetic sensors, inductive sensors, capacitive sensors, or medical devices or end cutters. It may be another type of sensor. Element 12064, already referred to as a processor, may also be a compute core, FPGA (Field Programmable Gate Array), logic unit (eg, logic processor or logic controller), signal processing unit, or other type of processor. .. The processor 12064 may communicate with a memory such as the
更に、シャフト12078は、複数のスマートセンサ(例えば、スマートセンサ12060又は12062)のうちの少なくとも1つ及びハンドル12080が通信可能に連結された復路を含んでもよい。シャフトは、1本又は2本以上のワイヤを含んでもよく、これは、エンドエフェクタ12066又はエンドカッタの操作のために、プロセッサ12064からハンドル12080に情報を伝達し得る。一実施例では、プロセッサ12064からの情報は、有線回線、単線式回線、多線式回線、Bluetoothなどの無線通信プロトコル、光回線、又は音響回線のうち1つ又は2つ以上を介して(シャフト12078を経由して又はシャフト12078を使用することなく直接)ハンドル12080に通信されてもよい。 Further, the shaft 12078 may include a return path to which at least one of a plurality of smart sensors (eg, smart sensor 12060 or 12062) and a handle 12080 are communicably connected. The shaft may include one or more wires, which may transmit information from processor 12064 to handle 12080 for operation of the end effector 12066 or end cutter. In one embodiment, the information from processor 12064 is via one or more of a wired line, a single line line, a multi-line line, a wireless communication protocol such as Bluetooth, an optical line, or an acoustic line (shaft). It may be communicated to handle 12080 via 12078 or directly without using shaft 12078.
一態様では、エンドエフェクタに位置付けられた複数のスマートセンサのうちの少なくとも1つは、信号処理要素を含んでもよい。例えば、信号処理要素は、スマートセンサに内蔵されてもよく、又は単一モジュールとしてスマートセンサにローカルに結合されてもよい。信号処理要素は、複数のスマートセンサのうちの少なくとも1つのセンサ要素(例えば、センサ要素12020)から受信したデータを処理するように構成されてもよい。ハンドルのコントローラ12024(例えば、コントローラ)は、複数のスマートセンサのうちの少なくとも1つに通信可能に結合されてもよい。 In one aspect, at least one of the plurality of smart sensors located on the end effector may include a signal processing element. For example, the signal processing element may be built into the smart sensor or may be locally coupled to the smart sensor as a single module. The signal processing element may be configured to process data received from at least one sensor element (eg, sensor element 12020) of the plurality of smart sensors. The controller 12024 (eg, controller) on the handle may be communicably coupled to at least one of the plurality of smart sensors.
一態様では、スマートセンサは、医療用装置におけるローカル信号処理のために構成されてもよい。スマートセンサは、少なくとも1つのセンサ要素(例えば、センサ要素12020)と、少なくとも1つの処理要素(例えば、処理要素12022)と、を含んでもよい。処理要素は、少なくとも1つのセンサ要素からデータを受信し、医療用装置によって使用される情報にデータを処理するように構成されてもよい。医療用装置は、例えば、エンドカッタであってもよいが、これは本開示の限定を意図するものではない。ローカル信号処理を有するスマートセンサのために本明細書で考察される技術及び特徴は、センサ信号又はデータの処理が医療用装置の動作に使用される任意の医療用装置に使用され得ることが理解されるべきである。 In one aspect, the smart sensor may be configured for local signal processing in medical devices. The smart sensor may include at least one sensor element (eg, sensor element 12020) and at least one processing element (eg, processing element 12022). The processing element may be configured to receive data from at least one sensor element and process the data into information used by the medical device. The medical device may be, for example, an endcutter, which is not intended to be a limitation of the present disclosure. It is understood that the techniques and features discussed herein for smart sensors with local signal processing can be used in any medical device in which processing of the sensor signal or data is used to operate the medical device. It should be.
更に、医療用装置内のコントローラ(例えば、コントローラ12024、コントローラ)は、少なくとも1つの処理要素(例えば、処理要素12022)から情報(即ち、処理された信号又はデータ)を受信するように構成されてもよい。上述したように、医療用装置は、エンドカッタなどの外科用器具であってもよく、スマートセンサは、外科用器具におけるローカル信号処理のために構成されてもよい。ローカル信号処理とは、例えば、センサに連結された処理要素でセンサ要素からの信号又はデータを処理することを指し、結果として得られた被処理情報が、別個の要素によって使用されてもよい。例えば、コントローラ12024は、外科用器具(即ち、エンドカッタ12010)のハンドル12012内に位置付けられてもよく、スマートセンサは、ハンドル12012とは別体の外科用器具(即ち、エンドカッタ12010)の別個の要素(即ち、エンドエフェクタ12016)内に位置付けられるように構成されてもよい。したがって、コントローラ12024は、外科用器具のハンドル12012に位置付けられてもよく、信号処理要素12022及びセンサ12020は、ハンドル12012(例えば、エンドエフェクタ12016)とは別体の要素内に配置されてもよい。 Further, a controller in a medical device (eg, controller 12024, controller) is configured to receive information (ie, processed signal or data) from at least one processing element (eg, processing element 12022). May be good. As mentioned above, the medical device may be a surgical instrument such as an end cutter, and the smart sensor may be configured for local signal processing in the surgical instrument. Local signal processing refers to, for example, processing a signal or data from a sensor element with a processing element connected to the sensor, and the resulting processed information may be used by a separate element. For example, the controller 12024 may be positioned within the handle 12012 of the surgical instrument (ie, end cutter 12010), and the smart sensor may be separate from the surgical instrument (ie, end cutter 12010) separate from the handle 12012. It may be configured to be positioned within the element of (ie, end effector 12016). Thus, the controller 12024 may be located on the handle 12012 of the surgical instrument, and the signal processing element 12022 and the sensor 12020 may be located within an element separate from the handle 12012 (eg, end effector 12016). ..
このようにして、ハンドル又はコントローラ12024は、スマートセンサに関する情報、スマートセンサが何を行っているかという知識、又はスマートセンサからのデータフィードバックを解釈する性能を有する必要がない。これは、処理要素12022が、スマートセンサからのデータを変換又は調整して、ハンドル又はコントローラ12024によって直接使用可能なデータからの情報を生成するからである。処理要素によって生成された情報は、医療用装置の別の部分(例えば、ハンドル12012又はコントローラ12024の近く)で処理される必要があるスマートセンサからのデータなしに、直接使用されてもよい。したがって、外科用器具は、センサに対してローカルな信号処理要素からの(被処理)情報に基づいて制御されてもよい。 In this way, the handle or controller 12024 need not have the ability to interpret information about the smart sensor, knowledge of what the smart sensor is doing, or data feedback from the smart sensor. This is because the processing element 12022 transforms or adjusts the data from the smart sensor to generate information from the data directly available by the handle or controller 12024. The information generated by the processing element may be used directly without data from a smart sensor that needs to be processed by another part of the medical device (eg, near the handle 12012 or controller 12024). Therefore, the surgical instrument may be controlled based on the (processed) information from the signal processing element local to the sensor.
一態様では、信号処理要素12022に通信可能に連結された電力線上の電流引き込み(即ち、センサ12020に対してローカル)は、監視されてもよい。電流引き込みは、シャフト12014又はハンドル12012で、若しくは信号処理要素12022とは別体の別のプロセッサ、コントローラ、又は他の監視装置で、プロセッサ、コントローラ、又は他の監視装置によって監視されてもよい。例えば、監視は、電力線上の電流引き込みの標準的なモールス符号タイプの監視であってもよい。電流引き込み及び特定のセンサに基づく外科用器具の問題は、例えば、ハンドル12012で別個のプロセッサによって判定されてもよい。このようにして、監視は、ハンドル(若しくはその中のプロセッサ又はコントローラ)に、1つ又は2つ以上のセンサによって受信された信号又はデータに関する様々な問題、及び、どの特定のセンサが問題を識別したかを、更なる通信要件(例えば、ペアリング又は他の連結される通信)なしに通知することを可能にすることができる。 In one aspect, the current draw (ie, local to sensor 12020) on the power line communicatively coupled to the signal processing element 12022 may be monitored. The current draw may be monitored by the processor, controller, or other monitoring device on the shaft 12014 or handle 12012, or by another processor, controller, or other monitoring device separate from the signal processing element 12022. For example, the monitoring may be a standard Morse code type monitoring of current draw on the power line. Problems with current draw and surgical instruments based on specific sensors may be determined, for example, by a separate processor at handle 12012. In this way, monitoring identifies various problems with the signal or data received by one or more sensors on the handle (or processor or controller within it), and which particular sensor identifies the problem. It can be made possible to notify the user without any additional communication requirements (eg, pairing or other linked communication).
図44は、第1のセンサ13158及び複数の二次センサ13160a、13160bからの信号を、例えば、一次プロセッサ2006(図16A〜図16B)などのプロセッサが受信可能なデジタル信号に変換するように構成された、回路13190の一態様を示している。回路13190は、アナログ・デジタル変換器13194を備える。いくつかの例では、アナログ・デジタル変換器13194は、4チャネル18ビットのアナログ・デジタル変換器を備える。アナログ・デジタル変換器13194は、1つ又は2つ以上の入力をアナログ信号からデジタル信号に変換する、任意の好適な数のチャネル及び/又はビットを備えてもよいことが、当業者には認識されるであろう。回路13190は、例えば磁界センサなど、第1のセンサ13158からの入力を受信するように構成された、1つ又は2つ以上のレベルシフト抵抗13196を備える。レベルシフト抵抗13196は、第1のセンサからの入力を調節して、入力に応じて値を、より高い電圧へ、又はより低い電圧へとシフトさせる。レベルシフト抵抗13196は、第1のセンサ13158からのレベルシフトされた入力をアナログ・デジタル変換器に提供する。
FIG. 44 is configured to convert signals from the
いくつかの態様では、複数の二次センサ13160a、13160bは、回路13190内の複数のブリッジ13192a、13192bに連結されている。複数のブリッジ13192a、13192bは、複数の二次センサ13160a、13160bからの入力のフィルタ処理を提供してもよい。入力信号をフィルタ処理した後、複数のブリッジ13192a、13192bは、複数の二次センサ13160a、13160bからの入力をアナログ・デジタル変換器13194に提供する。いくつかの例では、1つ又は2つ以上のレベルシフト抵抗に連結されたスイッチ13198は、アナログ・デジタル変換器13194に連結されてもよい。スイッチ13198は、例えば磁界センサからの入力など、1つ又は2つ以上の入力信号を較正するように構成されている。スイッチ13198は、例えば磁界センサの入力を較正することなどのために、1つ又は2つ以上のレベルシフト信号を提供してセンサの1つ又は2つ以上の入力を調節する役割を担って(engage)いてもよい。いくつかの例では、調節は必須ではなく、レベルシフト抵抗を切り離すため、スイッチ13198は開位置のままにされる。スイッチ13198は、アナログ・デジタル変換器13194に連結されている。アナログ・デジタル変換器13194は、例えば一次プロセッサ2006(図16A〜図16B)など、1つ又は2つ以上のプロセッサに出力を提供する。一次プロセッサ2006は、アナログ・デジタル変換器13194からの入力に基づいて、エンドエフェクタ13150の1つ又は2つ以上のパラメータを計算する。例えば、一例では、一次プロセッサ2006は、第1のセンサ13158及び複数の二次センサ13160a、13160bからの入力に基づいて、アンビル13152とステープルカートリッジ13156との間に位置する組織の厚さを計算する。
In some embodiments, the plurality of
図45は、磁場センサ13610及びプロセッサ13612に接続された可撓ケーブル13630を備えるステープルカートリッジ13606の一態様を示している。ステープルカートリッジ13606は、ステープルカートリッジ13606と同様であり、外科用器具10(図1〜図6)に関して上述した外科用ステープルカートリッジ304(図1)と同様である。図112は、ステープルカートリッジ13606の分解図である。ステープルカートリッジ13606は、カートリッジ本体13620と、楔形スレッド13618と、カートリッジトレイ13622と、可撓ケーブル13630と、を備える。可撓ケーブル13630は、ステープルカートリッジ13606が、以下に述べるエンドエフェクタ13800などのエンドエフェクタと動作可能に連結されると電気接続するように配置された、ステープルカートリッジ13606の近位端にある電気接点13632を更に備える。電気接点13632は、ステープルカートリッジ13606の長さの一部に沿って延在する、ケーブルトレース13634と一体化される。ケーブルトレース13634は、ステープルカートリッジ13606の遠位端付近で接続(13636)し、この接続13636によって導電連結13614と接合される。磁界センサ13610及びプロセッサ13612は、磁界センサ13610とプロセッサ13612とが通信することができるようにして、導電連結13614に動作可能に連結されている。
FIG. 45 shows one aspect of a staple cartridge 13606 comprising a
図46は、遠位側センサプラグ13816を備えるステープルカートリッジ13806に電力を提供するように動作可能な可撓ケーブル13830を備えたエンドエフェクタ13800の一態様を示している。エンドエフェクタ13800は、外科用器具10(図1〜図6)に関して上述したエンドエフェクタ300(図1)と同様である。エンドエフェクタ13800は、アンビル13802と、顎部材又は細長いチャネル13804と、細長いチャネル13804に動作可能に結合されたステープルカートリッジ13806と、を備える。エンドエフェクタ13800は、シャフト組立体に動作可能に連結されている。シャフト組立体は、外科用器具10(図1〜図6)に関して上述した交換式シャフト組立体200(図1)と同様である。シャフト組立体は、シャフト組立体の外側を囲む閉鎖チューブを更に備える。いくつかの例では、シャフト組立体は、二重枢動閉鎖スリーブ組立体を含む関節継手13904を更に備える。二重枢動閉鎖スリーブ組立体は、エンドエフェクタ13800と連結するように動作可能なエンドエフェクタ閉鎖スリーブ組立体を含む。
FIG. 46 shows one aspect of an
図47及び図48は、可撓ケーブル13830を細長いチャネル13804内にどのように収めることができるかを示す、アンビル13802又はステープルカートリッジを有しないエンドエフェクタ13800の細長いチャネル13804部分を示している。いくつかの例では、細長チャネル13804は、可撓ケーブル13830を受容するための第3のアパーチャ13824を更に備える。細長チャネル13804の本体内で、可撓ケーブルは分岐(13834)して、細長チャネル13804の両側に延長部13836を形成する。図48は、可撓ケーブル延長部13836に動作可能に結合することができるコネクタ13838を更に示している。
47 and 48 show the
図49は、可撓ケーブル13830のみを示している。例示されるように、可撓ケーブル13830は、関節継手13904(図46)の周りに巻きつくように動作可能な単コイル13832と、延長部13836に取設する分岐13834と、を備える。延長部は、コネクタ13838に連結することができ、コネクタは、後述するように、それらの遠位側に面する面上に、ステープルカートリッジ13806に連結するためのプロング13840を有する。
FIG. 49 shows only the
図50は、ステープルカートリッジ13804が結合された図47及び図48に示される細長いチャネル13804の拡大図を示す。ステープルカートリッジ13804は、カートリッジ本体13822と、カートリッジトレイ13820と、を備える。いくつかの例では、ステープルカートリッジ13806は、ステープルカートリッジ13806の近位端で近位側接点13856に連結された電気トレース13828を更に備える。近位側接点13856は、可撓ケーブル延長部13836に連結されたコネクタ13838のプロング13840と導電接続を形成するように位置付けることができる。したがって、ステープルカートリッジ13806が細長チャネル13804と動作可能に連結されると、可撓ケーブル13830は、コネクタ13838及びコネクタプロング13840を通して、ステープルカートリッジ13806に電力を提供することができる。
FIG. 50 shows an enlarged view of the
図51及び図52は、遠位側センサプラグ13816の一態様を示している。図51は、遠位側センサプラグ13816の切欠図を示している。例示されるように、遠位側センサプラグ13816は、磁界センサ13810と、プロセッサ13812と、を備える。遠位側センサプラグ13816は、可撓性基板13814を更に備える。図52に更に示されるように、磁場センサ13810及びプロセッサ13812は、通信することができるようにして、可撓性基板13814に動作可能に結合されている。
51 and 52 show one aspect of the
図53は、アンビル13961部分の遠位先端13952にあるセンサ及び電子部品に電力を提供するように動作可能な可撓ケーブル13980を有するエンドエフェクタ13950の一態様を示している。エンドエフェクタ13950は、アンビル13961と、顎部材又は細長いチャネル13954と、細長いチャネルに動作可能に結合されたステープルカートリッジ13956と、を備える。エンドエフェクタ13950は、シャフト組立体13960に動作可能に連結されている。シャフト組立体13960は、シャフト組立体13960を囲む閉鎖チューブ13962を更に備える。いくつかの例では、シャフト組立体13960は、二重枢動閉鎖スリーブ組立体13966を含む関節継手13964を更に備える。
FIG. 53 shows an aspect of an
様々な例では、エンドエフェクタ13950は、関節継手13964の機能に干渉しないように構成された、可撓ケーブル13980を更に備える。いくつかの例では、閉鎖チューブ13962は、可撓ケーブル13980が中を通って延在することができる、第1のアパーチャ13968を備える。いくつかの例では、可撓ケーブル13980は関節継手13964の周りに巻きつくループ又はコイル13982を更に備え、それによって、更に詳細に後述するように、可撓ケーブル13980は関節継手13964の動作に干渉しない。いくつかの例では、可撓ケーブル13980は、アンビル13961の長さに沿って、アンビル13961の遠位先端にある第2のアパーチャ13970まで延在する。
In various examples, the
外科用ステープル留め器具16000の一部分が図54〜図56に示されている。ステープル留め器具16000は、例えば、手動システム及び/又はロボット制御システムと共に使用可能である。ステープル留めシステム16000は、シャフト16010と、シャフト16010から延在するエンドエフェクタ16020とを備える。エンドエフェクタ16020は、カートリッジチャネル16030と、カートリッジチャネル16030内に位置付けられたステープルカートリッジ16050とを備える。ステープルカートリッジ16050は、カートリッジ本体16051と、カートリッジ本体16051に取設されるリテーナ16057とを備える。カートリッジ本体16051は、例えばプラスチック材料から構成され、リテーナ16057は、例えば金属から構成される。しかしながら、カートリッジ本体16051及びリテーナ16057は、任意の好適な材料から構成され得る。カートリッジ本体16051は、組織を支持するように構成されたデッキ16052と、長手方向スロット16056と、デッキ16052に画定された複数のステープルキャビティ16053とを備える。
A portion of the surgical
主として図55及び56を参照すると、ステープル16055がステープルキャビティ16053内に取り外し可能に配置されており、また同様にステープルキャビティ16053内に移動可能に配置されたステープルドライバ16054によって支持されている。リテーナ16057は、ステープルドライバ16054及び/又はステープル16055がステープルキャビティ16053の底部から落下しないように、カートリッジ本体16051の底部を囲んで延びている。ステープルドライバ16054及びステープル16055は、スレッド16060によって未発射位置(図55)と発射位置との間で移動可能である。スレッド16060は、図56に示すように、ステープルカートリッジ16050からステープル16055を排出するために近位側の未発射位置(図55)から遠位側の発射位置へと向かう間で移動可能である。スレッド16060は、ステープルドライバ16054の下方でスライドするように構成された1つ又は2つ以上の傾斜表面16064を備えている。エンドエフェクタ16020はアンビル16040を更に備え、アンビル16040は、ステープル16055がステープルカートリッジ16050から排出されるときにステープル16055を変形させるように構成されている。様々な事例において、アンビル16040は、その中に画定された成形ポケット16045を備えることができ、その成形ポケット16045はステープル16055を変形させるように構成されるものである。
Primarily with reference to FIGS. 55 and 56, the
シャフト16010は、フレーム16012と、そのフレーム16012に対して移動可能である外側スリーブ16014とを備えている。カートリッジチャネル16030は、シャフトフレーム16012に装着され、シャフトフレーム16012から延びている。外側スリーブ16014は、アンビル16040と動作可能に係合されるものであり、アンビル16040を開位置(図54)と閉位置(図55)との間で移動させるように構成されている。使用の際、アンビル16040は、ステープルカートリッジ16050のデッキ16052に対して組織をクランプするために、カートリッジチャネル16030内に配置されたステープルカートリッジ16050に向かって移動可能である。様々な代替的な態様では、カートリッジチャネル16030及びステープルカートリッジ16050は、アンビル16040との間で組織をクランプするように、アンビル16040に対して移動可能である。いずれの場合にも、シャフト16010は、スレッド16060を遠位側に圧迫するように構成された発射部材16070を更に備える。発射部材16070はナイフエッジ16076を備え、ナイフエッジ16076は、長手方向スロット16056内で移動可能であり、発射部材16070がステープルカートリッジ16050からステープル16055を排出するために遠位側に前進されるときに、アンビル16040とステープルカートリッジ16050との中間に配置された組織を切開するように構成されている。発射部材16070は、カートリッジチャネル16030と係合するように構成された第1のカム16071と、アンビル16040と係合し、ステープルカートリッジ16050に対してアンビル16040を定位置に保持するように構成された第2のカム16079とを更に備えている。第1のカム16071は、カートリッジチャネル16030の下方でスライドするように構成され、第2のカム16079は、アンビル16040内に画定された細長いスロット16049内でスライドするように構成されている。
The
図57は、第1のセンサ3008a及び第2のセンサ3008bを備えるエンドエフェクタ3011の一態様を示している。エンドエフェクタ3011は、上述したエンドエフェクタ300に類似している。エンドエフェクタ3011は、顎部材3004に枢動可能に結合されている、アンビル3013を備える。顎部材3004は、中にステープルカートリッジ3021を受容するように構成されている。ステープルカートリッジ3021は、複数のステープル(図示せず)を備える。複数のステープルは、外科的動作の間、ステープルカートリッジ3021から配備可能である。エンドエフェクタ3011は、エンドエフェクタ3011の1つ又は2つ以上のパラメータを測定するように構成されている第1のセンサ3008aを備える。例えば、一態様では、第1のセンサ3008aは、アンビル3013と顎部材3004との間の間隙3023を測定するように構成されている。第1のセンサ3008aは、例えば、第2の顎部材3004及び/又はステープルカートリッジ3021に埋め込まれた磁石3012によって生成される磁場を検出するように構成された、ホール効果センサを備えてもよい。別の例として、一態様では、第1のセンサ3008aは、第2の顎部材3004によって、かつ/又はアンビル3013と第2の顎部材3004との間にクランプされた組織によって、アンビル3013に対して及ぼされる1つ又は2つ以上の力を測定するように構成されている。
FIG. 57 shows one aspect of the
エンドエフェクタ3011は、第2のセンサ3008bを備える。第2のセンサ3008bは、エンドエフェクタ3011の1つ又は2つ以上のパラメータを測定するように構成されている。例えば、様々な態様では、第2のセンサ3008bは、クランプ後状態の間におけるアンビル3013のひずみの大きさを測定するように構成された、ひずみゲージを備えてもよい。ひずみゲージは、ひずみの大きさに伴って大きさが変動する電気信号を提供する。様々な態様では、例えば、第1のセンサ3008a及び/又は第2のセンサ3008bは、例えばホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、力センサ、例えば渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び/又はエンドエフェクタ3011の1つ又は2つ以上のパラメータを測定するための任意の他の好適なセンサを備えてもよい。第1のセンサ3008a及び第2のセンサ3008bは、直列構成及び/又は並列構成で配置されてもよい。直列構成では、第2のセンサ3008bは、第1のセンサ3008aの出力に直接影響するように構成されてもよい。並列構成では、第2のセンサ3008bは、第1のセンサ3008aの出力に間接的に影響するように構成されてもよい。
The
一態様では、第1のセンサ3008aによって測定される1つ又は2つ以上のパラメータは、第2のセンサ3008bによって測定される1つ又は2つ以上のパラメータと関連する。例えば、一態様では、第1のセンサ3008aは、アンビル3013と顎部材3004との間の間隙3023を測定するように構成されている。間隙3023は、アンビル3013と顎部材3004内に位置するステープルカートリッジ3021との間にクランプされた組織部分の厚さ及び/又は圧縮性を表す。第1のセンサ3008aは、例えば、第2の顎部材3004及び/又はステープルカートリッジ3021に結合された磁石3012によって生成される磁場を検出するように構成されている、ホール効果センサを含んでもよい。単一箇所での測定により、組織の較正されたフルビットに対して圧縮された組織厚さが正確に説明されるが、組織の部分食込みがアンビル3013と第2の顎部材3004との間に位置する場合、不正確な結果がもたらされることがある。組織の部分食込み(近位側部分食込み又は遠位側部分食込みのいずれか)は、アンビル3013のクランプの幾何学形状を変化させる。
In one aspect, the one or more parameters measured by the
いくつかの態様では、第2のセンサ3008bは、組織食込みのタイプ、例えば完全食込み、部分的な近位側食込み、及び/又は部分的な遠位側食込みを示す、1つ又は2つ以上のパラメータを検出するように構成されている。第2のセンサ3008bの測定値は、近位側又は遠位側に位置付けられた部分食込みにおける真の圧縮された組織厚さを正確に表すように、第1のセンサ3008aの測定値を調節するのに使用されてもよい。例えば、一態様では、第2のセンサ3008bは、クランプ後状態の間のアンビルにおけるひずみの振幅を監視するように構成されている、例えば微小ひずみゲージなどのひずみゲージを備える。アンビル3013のひずみの振幅は、近位側又は遠位側に位置付けられた部分食込みにおける真の圧縮された組織厚さを正確に表すように、第1のセンサ3008a、例えばホール効果センサの出力を修正するのに使用される。第1のセンサ3008a及び第2のセンサ3008bは、クランプ動作の間にリアルタイムで測定されてもよい。リアルタイム測定は、時間ベースの情報が、例えば一次プロセッサ2006によって分析されること、並びに組織特徴及びクランプの位置付けを認識して組織厚さ測定値を動的に調節するために、1つ若しくは2つ以上のアルゴリズム及び/又はルックアップテーブルを選択するために使用することを可能にする。
In some embodiments, the
いくつかの態様では、第1のセンサ3008aの厚さ測定値は、エンドエフェクタ3011に結合された外科用器具10の出力装置に提供されてもよい。例えば、一態様では、エンドエフェクタ3011は、ディスプレイ2028を備える外科用器具10に結合されている。第1のセンサ3008aの測定値は、プロセッサ、例えば一次プロセッサ2006に提供される。一次プロセッサ2006は、第2のセンサ3008bの測定値に基づいて第1のセンサ3008aの測定値を調節して、アンビル3013とステープルカートリッジ3021との間にクランプされた組織部分の真の組織厚さを反映させる。一次プロセッサ2006は、調節された組織厚さ測定値、及び完全食込み又は部分食込みの指標を、ディスプレイ2028に対して出力する。操作者は、表示された値に基づいて、ステープルカートリッジ3021内でステープルを配備するか否かを判定してもよい。
In some embodiments, the thickness measurement of the
いくつかの態様では、第1のセンサ3008a及び第2のセンサ3008bは、例えば、第1のセンサ3008aが患者の体内の治療部位に配置され、第2のセンサ3008bが患者の体外に配置されるなど、異なる環境に配置されてもよい。第2のセンサ3008bは、第1のセンサ3008aの出力を較正及び/又は修正するように構成されてもよい。第1のセンサ3008a及び/又は第2のセンサ3008bは、例えば、環境センサを備えてもよい。環境センサは、例えば、温度センサ、湿度センサ、圧力センサ、及び/又は任意の他の好適な環境センサを備えてもよい。
In some embodiments, the
図58は、エンドエフェクタ3011のアンビル3013とステープルカートリッジ3021との間にクランプされた組織部分の厚さを判定し表示するプロセス3050の一態様を示す論理図である。プロセス3050は、例えば、アンビル3013の遠位先端に位置するホール効果センサを通して、ホール効果電圧3052を得ることを含む。ホール効果電圧3052は、アナログ・デジタル変換器3054に提供され、デジタル信号に変換される。デジタル信号は、例えば一次プロセッサ2006などのプロセッサに提供される。一次プロセッサ2006は、ホール効果電圧3052信号の曲線入力を較正する(3056)。例えば微小ひずみゲージなどのひずみゲージ3058は、例えば、クランプ動作の間にアンビル3013に及ぼされるひずみの振幅など、エンドエフェクタ3011の1つ又は2つ以上のパラメータを測定するように構成されている。測定されたひずみは、デジタル信号に変換され(3060)、例えば一次プロセッサ2006などのプロセッサに提供される。一次プロセッサ2006は、ひずみゲージ3058によって測定されたひずみに応答して、1つ若しくは2つ以上のアルゴリズム及び/又はルックアップテーブルを使用してホール効果電圧3052を調節して、アンビル3013及びステープルカートリッジ3021によってクランプされた組織の真の厚さ及びその食込みの完全さを反映させる。調節された厚さは、例えば、外科用器具10に埋め込まれたディスプレイ2026によって、操作者に対して表示される(3026)。
FIG. 58 is a logical diagram showing an aspect of the
いくつかの態様では、外科用器具は、負荷センサ3082又はロードセルを更に備えることができる。負荷センサ3082は、例えば、上述した交換式シャフト組立体200内に、又はやはり上述したハウジング12内に配置することができる。
In some embodiments, the surgical instrument may further comprise a
図59は、エンドエフェクタ3011のアンビル3013とステープルカートリッジ3021との間にクランプされた組織部分の厚さを判定し表示するプロセス3070の一態様を示す論理図である。プロセスは、例えば、アンビル3013の遠位先端に位置するホール効果センサを通して、ホール効果電圧3072を得ることを含む。ホール効果電圧3072は、アナログ・デジタル変換器3074に提供され、デジタル信号に変換される。デジタル信号は、例えば一次プロセッサ2006などのプロセッサに提供される。一次プロセッサ2006は、ホール効果電圧3072信号の曲線入力を較正する(3076)。例えば微小ひずみゲージなどのひずみゲージ3078は、例えば、クランプ動作の間にアンビル3013に及ぼされるひずみの振幅など、エンドエフェクタ3011の1つ又は2つ以上のパラメータを測定するように構成されている。測定されたひずみは、デジタル信号に変換され(3080)、例えば一次プロセッサ2006などのプロセッサに提供される。負荷センサ3082は、ステープルカートリッジ3021に対するアンビル3013のクランプ力を測定する。測定されたクランプ力は、デジタル信号に変換され(3084)、例えば一次プロセッサ2006などのプロセッサに提供される。一次プロセッサ2006は、ひずみゲージ3078によって測定されたひずみ及び負荷センサ3082によって測定されたクランプ力に応答して、1つ若しくは2つ以上のアルゴリズム及び/又はルックアップテーブルを使用してホール効果電圧3072を調節して、アンビル3013及びステープルカートリッジ3021によってクランプされた組織の真の厚さ及びその食込みの完全さを反映させる。調節された厚さは、例えば、外科用器具10に埋め込まれたディスプレイ2026によって、操作者に対して表示される(3026)。
FIG. 59 is a logical diagram showing an aspect of the
図60は、第1のセンサ3108a及び第2のセンサ3108bを備えるエンドエフェクタ3100の一態様を示している。エンドエフェクタ3100は、エンドエフェクタ3011に類似している。エンドエフェクタ3100は、顎部材3104に枢動可能に結合されている、アンビル3102を備える。顎部材3104は、中にステープルカートリッジ3106を受容するように構成されている。エンドエフェクタ3100は、アンビル3102に結合された第1のセンサ3108aを備える。第1のセンサ3108aは、例えば、アンビル3102とステープルカートリッジ3106との間の間隙3110など、エンドエフェクタ3100の1つ又は2つ以上のパラメータを測定するように構成されている。間隙3110は、例えば、アンビル3102とステープルカートリッジ3106との間にクランプされた組織の厚さに相当してもよい。第1のセンサ3108aは、エンドエフェクタの1つ又は2つ以上のパラメータを測定する任意の好適なセンサを備えてもよい。例えば、様々な態様では、第1のセンサ3108aは、ホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び/又は任意の他の好適なセンサを含んでもよい。
FIG. 60 shows an aspect of the
いくつかの態様では、エンドエフェクタ3100は、第2のセンサ3108bを備える。第2のセンサ3108bは、顎部材3104及び/又はステープルカートリッジ3106に結合されている。第2のセンサ3108bは、エンドエフェクタ3100の1つ又は2つ以上のパラメータを検出するように構成されている。例えば、いくつかの態様では、第2のセンサ3108bは、例えば、顎部材3104に結合されたステープルカートリッジ3106の色、ステープルカートリッジ3106の長さ、エンドエフェクタ3100のクランプ状態、エンドエフェクタ3100及び/若しくはステープルカートリッジ3106の使用回数/残りの使用回数、並びに/又は他の任意の好適な器具状態など、1つ又は2つ以上の器具状態を検出するように構成されている。第2のセンサ3108bは、ホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び/又は他の任意の好適なセンサなど、1つ又は2つ以上の器具状態を検出する任意の好適なセンサを備えてもよい。
In some embodiments, the
一態様では、第2のセンサ3108bからの入力を使用して、第1のセンサ3108aの入力が較正されてもよい。第2のセンサ3108bは、例えば、ステープルカートリッジ3106の色及び/又は長さなど、ステープルカートリッジ3106の1つ又は2つ以上のパラメータを検出するように構成されてもよい。ステープルカートリッジ3106の色及び/又は長さなど、検出されたパラメータは、例えば、カートリッジデッキの高さ、ステープルカートリッジに使用可能/最適な組織の厚さ、及び/又はステープルカートリッジ3106内におけるステープルのパターンなど、カートリッジの1つ又は2つ以上の特性に相当してもよい。ステープルカートリッジ3106の既知のパラメータを使用して、第1のセンサ3108aによって提供される厚さ測定値が調節されてもよい。例えば、ステープルカートリッジ3106がより高いデッキ高さを有する場合、第1のセンサ3108aによって提供される厚さ測定値は、追加のデッキ高さを補償するために低減されてもよい。調節された厚さは、例えば、外科用器具10に結合されたディスプレイ2026を通して、操作者に対して表示されてもよい。
In one aspect, the input from the
図61は、第1のセンサ3158及び複数の二次センサ3160a、3160bを備えるエンドエフェクタ3150の一態様を示している。エンドエフェクタ3150は、アンビル3152及び顎部材3154を備える。顎部材3154は、ステープルカートリッジ3156を受容するように構成されている。アンビル3152は、アンビル3152とステープルカートリッジ3156との間に組織をクランプするため、顎部材3154に対して枢動移動可能である。アンビルは、第1のセンサ3158を備える。第1のセンサ3158は、例えば、アンビル3152とステープルカートリッジ3156との間の間隙3110など、エンドエフェクタ3150の1つ又は2つ以上のパラメータを検出するように構成されている。間隙3110は、例えば、アンビル3152とステープルカートリッジ3156との間にクランプされた組織の厚さに相当してもよい。第1のセンサ3158は、エンドエフェクタの1つ又は2つ以上のパラメータを測定する任意の好適なセンサを備えてもよい。例えば、様々な態様では、第1のセンサ3158は、ホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び/又は任意の他の好適なセンサを備えてもよい。
FIG. 61 shows an aspect of an
いくつかの態様では、エンドエフェクタ3150は、複数の二次センサ3160a、3160bを備える。二次センサ3160a、3160bは、エンドエフェクタ3150の1つ又は2つ以上のパラメータを検出するように構成されている。例えば、いくつかの態様では、二次センサ3160a、3160bは、クランプ処置の間にアンビル3152に及ぼされるひずみの振幅を測定するように構成されている。様々な態様では、二次センサ3160a、3160bは、ホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び/又は任意の他の好適なセンサを備えてもよい。二次センサ3160a、3160bは、アンビル3152の異なる位置における1つ又は2つ以上の同一のパラメータ、アンビル3152の同一の位置における異なるパラメータ、及び/又はアンビル3152の異なる位置における異なるパラメータを測定するように構成されてもよい。
In some embodiments, the
図62は、複数のセンサ3208a〜3208dを備えるエンドエフェクタ3200の一態様を示している。エンドエフェクタ3200は、顎部材3204に枢動可能に結合されている、アンビル3202を備える。顎部材3204は、中にステープルカートリッジ3206を受容するように構成されている。アンビル3202は、その上に複数のセンサ3208a〜3208dを備える。複数のセンサ3208a〜3208dは、例えばアンビル3202など、エンドエフェクタ3200の1つ又は2つ以上のパラメータを検出するように構成されている。複数のセンサ3208a〜3208dは、1つ又は2つ以上の同一のセンサ及び/又は異なるセンサを備えてもよい。複数のセンサ3208a〜3208dは、例えば、ホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び/又は任意の他の好適なセンサ、あるいはそれらの組み合わせを備えてもよい。例えば、一態様では、複数のセンサ3208a〜3208dは複数のひずみゲージを備えてもよい。
FIG. 62 shows an aspect of the
一態様では、複数のセンサ3208a〜3208dにより、堅牢な組織厚さ感知プロセスを実現することが可能になる。アンビル3202の長さに沿って様々なパラメータを検出することによって、複数のセンサ3208a〜3208dにより、食込み、例えば部分食込み又は完全食込みに関わらず、例えば外科用器具10などの外科用器具が、顎内における組織厚さを計算することが可能になる。いくつかの態様では、複数のセンサ3208a〜3208dは、複数のひずみゲージを備える。複数のひずみゲージは、アンビル3202の様々な地点においてひずみを測定するように構成されている。アンビル3202の様々な地点それぞれにおけるひずみの大きさ及び/又は勾配は、アンビル3202とステープルカートリッジ3206との間の組織の厚さを判定するのに使用することができる。複数のひずみゲージは、組織の厚さ、組織配置、及び/又は物質の特性を判定するため、クランプの力学に基づいて、大きさ及び/又は勾配の最大差を最適化するように構成されてもよい。クランプの間における複数のセンサ3208a〜3208dの時間ベースの監視によって、例えば一次プロセッサ2006などのプロセッサが、アルゴリズム及びルックアップテーブルを利用して、組織特徴及びクランプ位置を認識し、エンドエフェクタ3200、及び/又はアンビル3202とステープルカートリッジ3206との間にクランプされた組織を動的に調節することが可能になる。
In one aspect, the plurality of sensors 3208a-3208d makes it possible to realize a robust tissue thickness sensing process. By detecting various parameters along the length of the
図63は、複数のセンサ3208a〜3208dに基づいて1つ又は2つ以上の組織の特性を判定するプロセス3220の一態様を示す論理図である。一態様では、複数のセンサ3208a〜3208dは、エンドエフェクタ3200の1つ又は2つ以上のパラメータを示す複数の信号を生成する(3222a〜3222d)。複数の生成された信号は、デジタル信号に変換され(3224a〜3224d)、プロセッサに提供される。例えば、複数のひずみゲージを含む一態様では、複数の電子μひずみ(微小ひずみ)変換回路が、ひずみゲージ信号をデジタル信号に変換する(3224a〜3224d)。デジタル信号は、例えば一次プロセッサ2006などのプロセッサに提供される。一次プロセッサ2006は、複数の信号に基づいて、1つ又は2つ以上の組織特徴を判定する(3226)。一次プロセッサ2006は、アルゴリズム及び/又はルックアップテーブルを適用することによって、1つ又は2つ以上の組織特徴を判定してもよい。1つ又は2つ以上の組織特徴は、例えば、外科用器具10に埋め込まれたディスプレイ2026によって、操作者に対して表示される(3026)。
FIG. 63 is a logical diagram showing one aspect of the
図64は、顎部材3254に結合された複数の二次センサ3260a〜3260dを備えるエンドエフェクタ3250の一態様を示している。エンドエフェクタ3250は、顎部材3254に枢動可能に結合されている、アンビル3252を備える。アンビル3252は、例えば組織部分3264などの1つ又は2つ以上の物質を間にクランプするように、顎部材3254に対して移動可能である。顎部材3254は、ステープルカートリッジ3256を受容するように構成されている。第1のセンサ3258は、アンビル3252に結合されている。第1のセンサは、例えば、アンビル3252とステープルカートリッジ3256との間の間隙3110など、エンドエフェクタ3150の1つ又は2つ以上のパラメータを検出するように構成されている。間隙3110は、例えば、アンビル3252とステープルカートリッジ3256との間にクランプされた組織の厚さに相当してもよい。第1のセンサ3258は、エンドエフェクタの1つ又は2つ以上のパラメータを測定する任意の好適なセンサを備えてもよい。例えば、様々な態様では、第1のセンサ3258は、ホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び/又は任意の他の好適なセンサを備えてもよい。
FIG. 64 shows an aspect of an
複数の二次センサ3260a〜3260dは、顎部材3254に結合されている。複数の二次センサ3260a〜3260dは、顎部材3254及び/又はステープルカートリッジ3256と一体的に形成されてもよい。例えば、一態様では、複数の二次センサ3260a〜3260dは、ステープルカートリッジ3256の外側列上に配設される(図63を参照のこと)。複数の二次センサ3260a〜3260dは、エンドエフェクタ3250、及び/又はアンビル3252とステープルカートリッジ3256との間にクランプされる組織部分3264の1つ又は2つ以上のパラメータを検出するように構成されている。複数の二次センサ3260a〜3260dは、例えば、ホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び/又は任意の他の好適なセンサ、あるいはそれらの組み合わせなど、エンドエフェクタ3250及び/又は組織部分3264の1つ又は2つ以上のパラメータを検出する、任意の好適なセンサを備えてもよい。複数の二次センサ3260a〜3260dは、同一のセンサ及び/又は異なるセンサを備えてもよい。
A plurality of
いくつかの態様では、複数の二次センサ3260a〜3260dは、兼用のセンサ及び組織安定化要素を備える。複数の二次センサ3260a〜3260dは、例えばクランプ動作の間など、複数の二次センサ3260a〜3260dが組織部分3264と係合されたとき、安定化された組織状態を作り出すように構成された、電極及び/又は感知形状を備える。いくつかの態様では、複数の二次センサ3260a〜3260dのうちの1つ又は2つ以上が、非感知型の組織安定化要素と置き換えられてもよい。二次センサ3260a〜3260dは、クランプ、ステープル留め、及び/又は他の治療プロセスの間の、組織フロー、ステープル形成、及び/又は他の組織状態を制御することによって、安定化された組織状態を作り出す。
In some embodiments, the plurality of
図65は、中に一体的に形成された複数のセンサ3272a〜3272hを備えるステープルカートリッジ3270の一態様を示している。ステープルカートリッジ3270は、ステープルを中に格納する複数の穴を包含する複数の列を備える。外側列3278の穴のうち1つ又は2つ以上が、複数のセンサ3272a〜3272hのうち1つと置き換えられる。センサワイヤ3276bに結合されたセンサ3272fを示すため、切欠き部分3274が示されている。センサワイヤ3276a、3276bは、複数のセンサ3272a〜3272hを、例えば外科用器具10など、外科用器具の1つ又は2つ以上の回路に結合する複数のワイヤを備えてもよい。いくつかの態様では、複数のセンサ3272a〜3272hのうち1つ又は2つ以上は、組織安定化を提供するように構成されている電極及び/又は感知形状を有する、兼用のセンサ及び組織安定化要素を備える。いくつかの態様では、複数のセンサ3272a〜3272hは、複数の組織安定化要素と置き換えられ、かつ/又は共同設置されてもよい。組織安定化は、例えば、クランプ及び/又はステープル留めプロセスの間の、組織フロー及び/又はステープル形成を制御することによって提供されてもよい。複数のセンサ3272a〜3272hは、外科用器具10の1つ又は2つ以上の回路に信号を提供して、ステープル留め性能及び/又は組織厚さ感知のフィードバックを向上する。
FIG. 65 shows one aspect of a
図66は、例えば図64に示されるエンドエフェクタ3250などのエンドエフェクタ内でクランプされた、組織部分3264の1つ又は2つ以上のパラメータを判定するプロセス3280の一態様を示す論理図である。一態様では、第1のセンサ3258は、エンドエフェクタ3250、及び/又はアンビル3252とステープルカートリッジ3256との間に位置する組織部分3264の、1つ又は2つ以上のパラメータを検出するように構成されている。第1の信号は、第1のセンサ3258によって生成される(3282)。第1の信号は、第1のセンサ3258によって検出される1つ又は2つ以上のパラメータを示す。1つ又は2つ以上の二次センサ3260は、エンドエフェクタ3250及び/又は組織部分3264の1つ又は2つ以上のパラメータを検出するように構成されている。二次センサ3260は、第1のセンサ3258と同じパラメータ、追加のパラメータ、又はそれとは異なるパラメータを検出するように構成されてもよい。二次信号3284は、二次センサ3260によって生成される。二次信号3284は、二次センサ3260によって検出される1つ又は2つ以上のパラメータを示す。第1の信号及び二次信号は、例えば一次プロセッサ2006などのプロセッサによって提供される。一次プロセッサ2006は、二次センサ3260によって生成される入力に基づいて、第1のセンサ3258によって生成される第1の信号を調節する(3286)。調節された信号は、例えば、組織部分3264の厚さ及び食込みの完全さを示してもよい。調節された信号は、例えば、外科用器具10に埋め込まれたディスプレイ2026によって、操作者に対して表示される(3026)。
FIG. 66 is a logical diagram illustrating an aspect of the
図67は、疑似信号を制限又は排除する固有のサンプリング速度を備える磁気センサ3358を備えるエンドエフェクタ3350の一態様を示している。エンドエフェクタ3350は、顎部材3354に枢動可能に結合されているアンビル3352を備える。顎部材3354は、中にステープルカートリッジ3356を受容するように構成されている。ステープルカートリッジ3356は、アンビル3352とステープルカートリッジ3356との間に位置する組織部分に送達されてもよい、複数のステープルを収容している。磁気センサ3358は、アンビル3352に結合されている。磁気センサ3358は、例えば、アンビル3352とステープルカートリッジ3356との間の間隙3364など、エンドエフェクタ3350の1つ又は2つ以上のパラメータを検出するように構成されている。間隙3364は、例えば組織部分などの物質の厚さ、及び/又はアンビル3352とステープルカートリッジ3356との間に位置する物質の食込みの完全さに相当してもよい。磁気センサ3358は、例えば、ホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び/又は他の任意の好適なセンサなど、エンドエフェクタ3350の1つ又は2つ以上のパラメータを検出する、任意の好適なセンサを含んでもよい。
FIG. 67 shows an aspect of an end effector 3350 comprising a
一態様では、磁気センサ3358は、顎部材3354及び/又はステープルカートリッジ3356に結合された電磁波源3360によって生成される、磁場を検出するように構成されている磁気センサを含む。電磁波源3360は、磁気センサ3358によって検出される磁場を生成する。検出された磁界の強度は、例えば、アンビル3352とステープルカートリッジ3356との間に位置する組織の厚さ及び/又は食込みの完全さに相当してもよい。いくつかの態様では、電磁波源3360は、例えば1MHzなど、既知の周波数で信号を生成する。他の態様では、電磁波源3360によって生成される信号は、例えば、顎部材3354に設置されたステープルカートリッジ3356のタイプ、1つ若しくは2つ以上の追加センサ、アルゴリズム、及び/又は1つ若しくは2つ以上のパラメータに基づいて、調節可能であってもよい。
In one aspect, the
一態様では、信号プロセッサ3362は、例えばアンビル3352など、エンドエフェクタ3350に結合されている。信号プロセッサ3362は、磁気センサ3358によって生成される信号を処理して、疑似信号を排除し、磁気センサ3358からの入力を昇圧するように構成されている。いくつかの態様では、信号プロセッサ3362は、例えば、外科用器具10のハンドル組立体14内など、エンドエフェクタ3350とば別個に配置されてもよい。いくつかの態様では、信号プロセッサ3362は、例えば一次プロセッサ2006など、一般プロセッサと一体的に形成され、かつ/又はそれによって実行されるアルゴリズムを含む。信号プロセッサ3362は、電磁波源3360によって生成される信号の周波数と実質的に等しい周波数で、磁気センサ3358の信号を処理するように構成されている。例えば、一態様では、電磁波源3360は1MHzの周波数で信号を生成する。信号は、磁気センサ3358によって検出される。磁気センサ3358は、信号プロセッサ3362に提供される検出された磁場を示す信号を生成する。信号は、1MHzの周波数で信号プロセッサ3362によって処理されて、疑似信号が排除される。処理された信号は、例えば一次プロセッサ2006などのプロセッサに提供される。一次プロセッサ2006は、受信した信号を、例えば、アンビル3352とステープルカートリッジ3356との間の間隙3364など、エンドエフェクタ3350の1つ又は2つ以上のパラメータに相関させる。
In one aspect, the
図68は、例えば図45に示されるエンドエフェクタ3350など、エンドエフェクタのアンビルとステープルカートリッジとの間に配置された組織部分の厚さ測定値を生成する、プロセス3370の一態様を示す論理図である。プロセス3370の一態様では、信号は、変調された電磁波源3360によって生成される(3372)。生成された信号は、例えば1MHzの信号を含んでもよい。磁気センサ3358は、電磁波源3360によって生成される信号を検出する(3374)ように構成されている。磁気センサ3358は、検出された磁界を示す信号を生成し、その信号を信号プロセッサ3362に提供する。信号プロセッサ3362は、信号を処理して(3376)、ノイズの除去、疑似信号の除去、及び/又は信号の昇圧を行う。処理された信号は、デジタル信号に変換する(3378)ため、アナログ・デジタル変換器に提供される。デジタル信号の較正(3380)は、例えば、較正曲線入力アルゴリズム及び/又はルックアップテーブルの適用によって実行されてもよい。処理(3376)、変換(3378)、及び較正(3380)は、1つ又は2つ以上の回路によって行われてもよい。較正された信号は、例えば、外科用器具10と一体的に形成されたディスプレイ2026によって、ユーザに対して表示される(3026)。
FIG. 68 is a logical diagram illustrating an aspect of
図69A及び69Bは、圧力センサを備えるエンドエフェクタ3800の一態様を示している。エンドエフェクタ3800は、顎部材3804に枢動可能に結合されている、アンビル3802を備える。顎部材3804は、中にステープルカートリッジ3806を受容するように構成されている。ステープルカートリッジ3806は、複数のステープルを備える。第1のセンサ3808は、遠位先端でアンビル3802に結合されている。第1のセンサ3808は、例えば、アンビル3802とステープルカートリッジ3806との間の距離、即ち間隙3814など、エンドエフェクタの1つ又は2つ以上のパラメータを検出するように構成されている。第1のセンサ3808は、例えば磁気センサなど、任意の好適なセンサを備えてもよい。磁石3810は、顎部材3804及び/又はステープルカートリッジ3806に結合されて、磁気信号を磁気センサに提供してもよい。
Figures 69A and 69B show one aspect of the
いくつかの態様では、エンドエフェクタ3800は、第2のセンサ3812を備える。第2のセンサ3812は、エンドエフェクタ3800、及び/又は間に位置する組織部分の1つ又は2つ以上のパラメータを検出するように構成されている。第2のセンサ3812は、例えば1つ又は2つ以上の圧力センサなど、任意の好適なセンサを備えてもよい。第2のセンサ3812は、アンビル3802、顎部材3804、及び/又はステープルカートリッジ3806に結合されてもよい。第2のセンサ3812からの信号は、第1のセンサ3808の測定値を調節して、近位側及び/又は遠位側に位置付けられた部分食込みの真の圧縮された組織厚さを正確に表すように、第1のセンサの読み取り値を調節するために使用されてもよい。いくつかの態様では、第2のセンサ3812は、第1のセンサ3808に対する代理であってもよい。
In some embodiments, the
いくつかの態様では、第2のセンサ3812は、例えば、単一の連続圧力感知フィルム、及び/又は圧力感知フィルムのアレイを備えてもよい。第2のセンサ3812は、例えば、切断及び/又はステープル配備部材を受容するように構成されたスロット3816を被覆する、中心軸に沿って、ステープルカートリッジ3806のデッキに結合されている。第2のセンサ3812は、クランプ処置の間、組織によって印加される圧力の大きさを示す信号を提供する。切断及び/又は配備部材を発射する間、第2のセンサ3812からの信号は、例えば、第2のセンサ3812と1つ又は2つ以上の回路との間の電気接続を切断することによって断絶されてもよい。いくつかの態様では、第2のセンサ3812の断絶された回路は、使用済みステープルカートリッジ3806を示してもよい。他の態様では、第2のセンサ3812は、切断及び/又は配備部材が第2のセンサ3812に対する接続を断絶しないように位置付けられてもよい。
In some embodiments, the
図70は、ステープルカートリッジ3806と顎部材3804との間に位置する第2のセンサ3862を備えるエンドエフェクタ3850の一態様を示している。エンドエフェクタ3850は、顎部材3854に枢動可能に結合されている、アンビル3852を備える。顎部材3854は、中にステープルカートリッジ3856を受容するように構成されている。第1のセンサ3858は、遠位先端でアンビル3852に結合されている。第1のセンサ3858は、例えば、アンビル3852とステープルカートリッジ3856との間の距離、即ち間隙3864など、エンドエフェクタ3850の1つ又は2つ以上のパラメータを検出するように構成されている。第1のセンサ3858は、例えば磁気センサなど、任意の好適なセンサを備えてもよい。磁石3860は、顎部材3854及び/又はステープルカートリッジ3856に結合されて、磁気信号を磁気センサに提供してもよい。いくつかの態様では、エンドエフェクタ3850は、ステープルカートリッジ3856と顎部材3854との間に位置する点を除いて、図69A〜図69Bの第2のセンサ3812に全ての点で類似している、第2のセンサ3862を備える。
FIG. 70 shows one aspect of an
図71は、図69A〜図69B又は図70による、エンドエフェクタ3800又は3850内でクランプされた組織部分の厚さを判定し表示するプロセス3870の一態様を示す論理図である。プロセスは、例えば、アンビル3802の遠位先端に位置するホール効果センサを通して、ホール効果電圧3872を得ることを含む。ホール効果電圧3872は、アナログ・デジタル変換器3876に提供され、デジタル信号に変換される。デジタル信号は、例えば一次プロセッサ2006などのプロセスに提供される。一次プロセッサ2006は、ホール効果電圧3872信号の曲線入力を較正する(3874)。例えば第2のセンサ3812などの圧力センサは、例えば、エンドエフェクタ3800内にクランプされた組織に対してアンビル3802が及ぼしている圧力の量など、例えばエンドエフェクタ3800の1つ又は2つ以上のパラメータを測定する(3880)ように構成されている。いくつかの態様では、圧力センサは、単一の連続圧力感知フィルム、及び/又は圧力感知フィルムのアレイを備えてもよい。したがって、圧力センサは、エンドエフェクタ3800の近位端と遠位端との間の異なる位置における測定圧力のばらつきを判定するように動作可能であってもよい。測定された圧力は、例えば一次プロセッサ2006などのプロセッサに提供される。一次プロセッサ2006は、圧力センサ3880によって測定された圧力に応答して、1つ若しくは2つ以上のアルゴリズム及び/又はルックアップテーブルを使用して、例えばアンビル3802とステープルカートリッジ3806との間にクランプされた組織の厚さをより正確に反映するように、ホール効果電圧3872を調節する(3882)。調節された厚さは、例えば、外科用器具10に埋め込まれたディスプレイ2026によって、操作者に対して表示される(3878)。
FIG. 71 is a logical diagram illustrating an aspect of the
図72は、ステープルカートリッジ3906と細長いチャネル3904との間に位置する複数の第2のセンサ3192a〜3192bを備えるエンドエフェクタ3900の一態様を示している。エンドエフェクタ3900は、顎部材又は細長いチャネル3904に枢動可能に結合されている、アンビル3902を備える。細長いチャネル3904は、ステープルカートリッジ3906を中に受容するように構成されている。アンビル3902は、遠位先端に配置される第1のセンサ3908を更に備える。第1のセンサ3908は、例えば、アンビル3902とステープルカートリッジ3906との間の距離、即ち間隙など、エンドエフェクタ3900の1つ又は2つ以上のパラメータを検出するように構成されている。第1のセンサ3908は、例えば磁気センサなど、任意の好適なセンサを備えてもよい。磁石3910は、細長いチャネル3904及び/又はステープルカートリッジ3906に結合されて、磁気信号を第1のセンサ3908に提供してもよい。いくつかの態様では、エンドエフェクタ3900は、ステープルカートリッジ3906と細長いチャネル3904との間に位置する、複数の第2のセンサ3912a〜3912cを備える。第2のセンサ3912a〜3912cは、例えば圧電抵抗圧力フィルムストリップなど、任意の好適なセンサを備えてもよい。いくつかの態様では、第2のセンサ3912a〜3912cは、エンドエフェクタ3900の遠位端と近位端との間で均一に分配されてもよい。
FIG. 72 shows one aspect of an
いくつかの態様では、第2のセンサ3912a〜3912cからの信号は、第1のセンサ3908の測定値を調節するために使用されてもよい。例えば、第2のセンサ3912a〜3912cからの信号は、アンビル3902とステープルカートリッジ3906との間の組織3920の位置及び/又は密度に応じて、エンドエフェクタ3900の遠位端と近位端との間で変動することがある、アンビル3902とステープルカートリッジ3906との間の間隙を正確に表すように、第1のセンサ3908の読み取り値を調節するために使用されてもよい。図11は、組織3920の部分食込みの一例を示している。この例の目的に対して示されるように、組織は、エンドエフェクタ3900の近位側領域にのみ配置されて、エンドエフェクタ3900の近位側領域付近に高圧3918領域を、またそれに対応してエンドエフェクタの遠位端付近に低圧3916領域を作り出している。
In some embodiments, the signals from the second sensors 3912a-3912c may be used to adjust the measurements of the
図73A及び73Bは、組織3920の完全食込み対部分食込みの影響を更に示している。図73Aは、組織3920が均一な密度である、組織3920の完全食込みを含むエンドエフェクタ3900を示している。組織3920の完全食込みが均一な密度であることで、エンドエフェクタ3900の遠位先端における測定された第1の間隙3914aは、エンドエフェクタ3900の中央又は近位端における測定された第2の間隙3922aとほぼ同じであってもよい。例えば、第1の間隙3914aは、2.4mmと計測してもよく、第2の間隙は、2.3mmと計測してもよい。図73Bは、組織3920の一部の食込み、又は代替的に非均一な密度の組織3920の完全食込みを有するエンドエフェクタ3900を示す。この場合、第1の間隙3914bは、組織3920の最も厚い又は最も高密度の部分で測定した第2の間隙3922b未満であってもよい。例えば、第1の間隙は、1.0mmと計測してもよく、これに対して、第2の間隙は、1.9mmと計測してもよい。図73A〜図73Bに示される状態では、例えば、エンドエフェクタ3900の長さに沿った異なる点で測定された圧力など、第2のセンサ3912a〜3912cからの信号は、組織3920の配置及び/又は組織3920の物質の特性を判定するため、器具によって用いられてもよい。器具は、経時的に測定された圧力を使用して組織特徴及び組織の位置を認識し、組織厚さの測定値を動的に調節するように、更に動作可能であってもよい。
Figures 73A and 73B further show the effect of full-to-partial bite of
図74は、切断部材又はナイフ4062の位置を判定するように構成されているエンドエフェクタ4050の一態様を示している。エンドエフェクタ4050は、顎部材又は細長いチャネル4054に枢動可能に結合されている、アンビル4052を備える。細長いチャネル4054は、ステープルカートリッジ4056を中に受容するように構成されている。ステープルカートリッジ4056は、スロット(図示せず)と、その中に配置される切断部材又はナイフ4062とを更に備える。ナイフ4062は、ナイフバー4064に動作可能に結合されている。ナイフバー4064は、ナイフ4062をスロットの近位端から遠位端まで移動させるように動作可能である。エンドエフェクタ4050は、スロットの近位端付近に位置する光センサ4060を更に備えてもよい。光センサは、例えば一次プロセッサ2006などのプロセッサに結合されてもよい。光センサ4060は、ナイフバー4064に向かって光信号を放出するように動作可能であってもよい。ナイフバー4064は、その長さに沿ってコードストリップ4066を更に備えてもよい。コードストリップ4066は、カットアウト、切欠き、反射片、又は光学読み取り可能な他の任意の構成を含んでもよい。コードストリップ4066は、光センサ4060からの光信号がコードストリップ4066に反射するか、又はそれを通るように配置される。ナイフ4062及びナイフバー4064がスロット4058に沿って移動する(4068)につれて、光センサ4060は、コードストリップ4066に結合された放出光信号の反射を検出する。光センサ4060は、検出された信号を一次プロセッサ2006に通信するように動作可能であってもよい。一次プロセッサ2006は、検出された信号を使用して、ナイフ4062の位置を判定するように構成されてもよい。ナイフ4062の位置は、検出された光信号が漸進的な上昇及び下降を有するようにコードストリップ4066を設計することによって、より精密に感知されてもよい。
FIG. 74 shows one aspect of the
図75は、赤色LED4070及び赤外線LED4072を備える、動作中のコードストリップ4066の一例を示している。この例のみの目的のため、コードストリップ4066は、カットアウトを備える。コードストリップ4066が移動する(4068)につれて、赤色LED4070によって放出される光は、カットアウトがその前を通るので遮断される。したがって、赤外線LED4072は、コードストリップ4066の運動を検出し、したがって転じて、ナイフ4062の運動を検出する。
FIG. 75 shows an example of a working
図76は、外科用器具10のエンドエフェクタ300の部分図を示している。図76に示される例示の形態では、エンドエフェクタ300は、多くの点で外科用ステープルカートリッジ304(図15)に類似しているステープルカートリッジ1100を備える。エンドエフェクタ300のいくつかの部品は、本開示をより明瞭に理解できるように省略されている。特定の例では、エンドエフェクタ300は、例えばアンビル306(図20)などの第1の顎部と、例えば細長いチャネル198(図14)などの第2の顎部とを含んでもよい。特定の例では、上述したように、チャネル198は、例えば外科用ステープルカートリッジ304又は外科用ステープルカートリッジ1100など、ステープルカートリッジを収容してもよい。ステープルカートリッジ1100とアンビル306との間で組織を捕捉するため、細長いチャネル198及びアンビル306の少なくとも一方は、細長いチャネル198及びアンビル306の他方に対して移動可能であってもよい。細長いチャネル198及び/又はアンビル306の、例えば開放構成(図1)と閉鎖構成(図77)との間での運動を容易にする、様々な作動組立体が本明細書に記載されている。
FIG. 76 shows a partial view of the
特定の例では、上述したように、E型梁178を遠位側に前進させて、ステープル191を捕捉された組織内に配備し、かつ/又は切刃182を複数の位置の間で前進させて、捕捉された組織に係合し切断することができる。図76に示されるように、切刃182を、例えばスロット193によって画定される経路に沿って、遠位側に前進させることができる。特定の例では、切刃182を、ステープルカートリッジ1100の近位部分1103から、ステープルカートリッジ1100の遠位部分1105まで前進させて、捕捉された組織を切断することができる。特定の例では、例えば、E型梁178を近位側に後退させることによって、切刃182を、遠位部分1105から近位部分1103まで近位側に後退させることができる。
In a particular example, as described above, the
特定の例では、切刃182を用いて、複数の処置においてエンドエフェクタ300によって捕捉された組織を切断することができる。切刃182を繰り返し使用することが切刃182の先鋭度に影響し得ることが、読者には理解されるであろう。また、切刃182の先鋭度が減少するにつれて、切刃182を用いて捕捉された組織を切断するのに要する力が増加し得ることが、読者には理解されるであろう。図78〜図83を参照すると、特定の例では、外科用器具10は、例えば、外科的処置における外科用器具10の動作の間、動作の前、及び/又は動作の後に、切刃182の先鋭度を監視する回路1106(図78)を備えてもよい。特定の例では、捕捉された組織を切断するために切刃182を利用する前に、回路1106を用いて、切刃182の先鋭度を試験することができる。特定の例では、捕捉された組織を切断するために切刃182が使用された後、回路1106を用いて、切刃182の先鋭度を試験することができる。特定の例では、捕捉された組織を切断するために切刃182が使用される前、及び使用された後、回路1106を用いて、切刃182の先鋭度を試験することができる。特定の例では、回路1106を用いて、近位部分1103及び/又は遠位部分1105における切刃182の先鋭度を試験することができる。
In certain examples, the
図78〜図83を参照すると、回路1106は、例えば光センサ1108など、1つ又は2つ以上のセンサを含んでもよく、回路1106の光センサ1108を用いて、例えば切刃182の反射能力を試験することができる。特定の例では、切刃182が光を反射する能力は、切刃182の先鋭度と相関してもよい。換言すれば、切刃182の先鋭度の減少により、切刃182が光を反射する能力が減少することがある。したがって、特定の例では、例えば切刃182から反射される光の強度を監視することによって、切刃182の鈍りを評価することができる。特定の例では、光センサ1108は、光感知領域を画定してもよい。光センサ1108は、例えば、光感知領域が切刃182の経路内に配設されるように配向することができる。光センサ1108を用いて、例えば切刃182が光感知領域内にある状態で、切刃182から反射される光を感知してもよい。閾値を超えた反射光の強度の減少は、切刃182の先鋭度が許容可能なレベルを超えて減少していることを示す場合がある。
Referring to FIGS. 78-83, the
図78〜図83を再び参照すると、回路1106は、例えば光源1110など、1つ又は2つ以上の光源を含んでもよい。特定の例では、回路1106は、図78〜図83に示されるように、光センサ1108に動作可能に結合されてもよい、コントローラ1112(「マイクロコントローラ」)を含んでもよい。特定の例では、コントローラ1112は、プロセッサ1114(「マイクロプロセッサ」)と、1つ又は2つ以上のコンピュータ可読媒体又はメモリ1116(「メモリユニット」)とを含んでもよい。特定の例では、メモリ1116は、様々なプログラム命令を記憶してもよく、それが実行されると、プロセッサ1114に、本明細書に記載される複数の機能及び/又は計算を実施させることができる。特定の例では、メモリ1116は、例えばプロセッサ1114に結合されてもよい。電源1118は、例えば、コントローラ1112、光センサ1108、及び/又は光源1110に電力を供給するように構成することができる。特定の例では、電源1118は、例えばLiイオン電池などの電池(又は「電池パック」若しくは「パワーパック」)を含んでもよい。特定の例では、電池パックは、外科用器具10に電力を供給するため、ハンドル組立体14に解除可能に装着されるように構成されてもよい。直列で接続された多数の電池セルが、電源4428として使用されてもよい。いくつかの例において、電源1118は、例えば、交換可能及び/又は充電式であってもよい。
With reference to FIGS. 78-83 again,
コントローラ1112及び/又は本開示の他のコントローラは、集積型及び/若しくは離散的なハードウェア要素、ソフトウェア要素、並びに/又は両方の組み合わせを使用して実装されてもよい。集積型ハードウェア要素の例としては、プロセッサ、マイクロプロセッサ、コントローラ、集積回路、ASIC、PLD、DSP、FPGA、論理ゲート、レジスタ、半導体素子、チップ、マイクロチップ、チップセット、コントローラ、SoC、及び/又はSIPが挙げられ得る。離散的なハードウェア要素の例としては、論理ゲート、電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ、抵抗、コンデンサ、インダクタ、及び/若しくはリレーなど、回路並びに/又は回路素子が挙げられ得る。特定の例では、コントローラ1112は、例えば、1つ又は2つ以上の基板上に離散的及び集積型の回路素子又は構成要素を含むハイブリッド回路を含んでもよい。特定の例では、コントローラ1112及び/又は本開示の他のコントローラは、図14〜図17Bに関連して記載されるように、シングルコア又はマルチコアコントローラのLM4F230H5QRであってもよい。 Controllers 1112 and / or other controllers of the present disclosure may be implemented using integrated and / or discrete hardware, software, and / or combinations of both. Examples of integrated hardware elements include processors, microprocessors, controllers, integrated circuits, ASICs, PLDs, DSPs, FPGAs, logic gates, registers, semiconductor devices, chips, microchips, chipsets, controllers, SoCs, and / Alternatively, SIP may be mentioned. Examples of discrete hardware elements may include circuits and / or circuit elements such as logic gates, field effect transistors, bipolar transistors, resistors, capacitors, inductors, and / or relays. In a particular example, the controller 1112 may include, for example, a hybrid circuit that includes discrete and integrated circuit elements or components on one or more substrates. In a particular example, the controller 1112 and / or the other controller of the present disclosure may be a single-core or multi-core controller LM4F230H5QR, as described in connection with FIGS. 14-17B.
特定の例では、光源1110を用いて、例えば、光感知領域内の切刃182に方向付けることができる光を放出することができる。光センサ1108は、光源1110によって放出される光に対する曝露に応答して、光感知領域内にある状態で切刃182から反射される光の強度を測定するのに用いられてもよい。特定の例では、プロセッサ1114は、反射光の測定された強度の1つ又は2つ以上の値を受信してもよく、反射光の測定された強度の1つ又は2つ以上の値を、例えばメモリ1116に格納してもよい。格納された値は、例えば、外科用器具10によって行われる複数の外科的処置の前、後、及び/又はその間に、検出及び/又は記録することができる。
In certain examples, the
特定の例では、プロセッサ1114は、反射光の測定された強度を、例えばメモリ1116に格納されてもよい、事前定義された閾値と比較してもよい。特定の例では、コントローラ1112は、測定された光強度が、例えば1%、5%、10%、25%、50%、100%、及び/又は100%超、事前定義された閾値を超過した場合に、切刃182の先鋭度が許容可能なレベルを下回っていると結論付けてもよい。特定の例では、プロセッサ1114を用いて、光感知領域内にある状態の切刃182から反射した光の測定された強度の格納値における、減少傾向を検出することができる。
In a particular example, processor 1114 may compare the measured intensity of reflected light to a predefined threshold, which may be stored, for example, in
特定の例では、外科用器具10は、例えばフィードバックシステム1120など、1つ又は2つ以上のフィードバックシステムを含んでもよい。特定の例では、プロセッサ1114は、フィードバックシステム1120を用いて、光感知領域内にある状態で切刃182から反射した光の測定された光強度が、例えば格納された閾値を超えた場合、ユーザに警告することができる。特定の例では、フィードバックシステム1120は、例えば表示画面、バックライト、及び/又はLEDなど、1つ又は2つ以上の視覚フィードバックシステムを備えてもよい。特定の例では、フィードバックシステム1120は、例えばスピーカ及び/又はブザーなど、1つ又は2つ以上の音声フィードバックシステムを備えてもよい。特定の例では、フィードバックシステム1120は、例えば、1つ又は2つ以上の触覚フィードバックシステムを備えてもよい。特定の例では、フィードバックシステム1120は、例えば、視覚、音声、及び/又は触覚フィードバックシステムの組み合わせを備えてもよい。
In certain examples, the
特定の例では、外科用器具10は、切刃182の前進を防止するために用いることができる、発射ロックアウトメカニズム1122を備えてもよい。様々な好適な発射ロックアウトメカニズムが、米国特許出願公開第2014/0001231号、発明の名称「FIRING SYSTEM LOCKOUT ARRANGEMENTS FOR SURGICAL INSTRUMENTS」に更に詳細に記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。特定の例では、図78に示されるように、プロセッサ1114を発射ロックアウトメカニズム1122に動作可能に結合することができ、プロセッサ1114は、切刃182から反射した光の測定された強度が、例えば格納された閾値を超えた場合に、発射ロックアウトメカニズム1122を用いて切刃182の前進を防止してもよい。換言すれば、プロセッサ1114は、切刃がエンドエフェクタ300によって捕捉された組織を切断するのに十分に鋭くない場合に、発射ロックアウトメカニズム1122を起動してもよい。
In certain examples, the
特定の例では、光センサ1108及び光源1110を、交換式シャフト組立体200の遠位部分に収容することができる。特定の例では、切刃182の先鋭度は、切刃182をエンドエフェクタ300内へと遷移させる前に、上述したように、光センサ1108によって評価することができる。発射バー172(図14)は、切刃182が交換式シャフト組立体200内にあり、例えばエンドエフェクタ300に入る前に、光センサ1108によって画定される光感知領域を通して、切刃182を前進させてもよい。特定の例では、切刃182の先鋭度は、切刃182をエンドエフェクタ300から近位側に後退させた後に、光センサ1108によって評価することができる。発射バー172(図14)は、例えば、切刃182をエンドエフェクタ300から交換式シャフト組立体200内へと後退させた後、光センサ1108によって画定される光感知領域を通して、切刃182を後退させてもよい。
In a particular example, the
特定の例では、光センサ1108及び光源1110は、例えば、ステープルカートリッジ1100の近位側であることができる、エンドエフェクタ300の近位部分に収容することができる。切刃182の先鋭度は、例えば、切刃182をエンドエフェクタ300内へと遷移させた後、ただしステープルカートリッジ1100を係合する前に、光センサ1108によって評価することができる。特定の例では、発射バー172(図14)は、例えば、切刃182がエンドエフェクタ300内にある状態で、ただしステープルカートリッジ1100を係合する前に、光センサ1108によって画定される光感知領域を通して切刃182を前進させてもよい。
In a particular example, the
様々な例では、切刃182の先鋭度は、切刃182を発射バー172によってスロット193を通して前進させるにつれて、光センサ1108によって評価することができる。図78〜図83に示されるように、光センサ1108及び光源1110は、例えば、ステープルカートリッジ1100の近位部分1103に収容することができ、切刃182の先鋭度は、例えば、近位部分1103において光センサ1108によって評価することができる。発射バー172(図14)は、例えば、切刃182がステープルカートリッジ1100とアンビル306との間に捕捉された組織を係合する前に、近位部分1103で光センサ1108によって画定される光感知領域を通して、切刃182を前進させてもよい。特定の例では、図78〜図83に示されるように、光センサ1108及び光源1110は、例えば、ステープルカートリッジ1100の遠位部分1105に収容することができる。切刃182の先鋭度は、遠位部分1105で光センサ1108によって評価することができる。特定の例では、発射バー172(図14)は、例えば、切刃182がステープルカートリッジ1100とアンビル306との間に捕捉された組織を貫通した後に、遠位部分1105で光センサ1108によって画定される光感知領域を通して、切刃182を前進させてもよい。
In various examples, the sharpness of the
図76を再び参照すると、ステープルカートリッジ1100は、例えば、複数の光センサ1108及び複数の対応する光源1110を備えてもよい。特定の例では、光センサ1108及び光源1110の対を、例えば、ステープルカートリッジ1100の近位部分1103に収容することができ、光センサ1108及び光源1110の対を、例えば、ステープルカートリッジ1100の遠位部分1105に収容することができる。かかる例では、切刃182の先鋭度は、例えば、1回目は組織を係合する前に近位部分1103で、また例えば、2回目は捕捉された組織を貫通した後に遠位部分1105で評価することができる。
Referring again to FIG. 76, the
光センサ1108が、外科的処置の間に複数回、切刃182の先鋭度を評価してもよいことが、読者には理解されるであろう。例えば、切刃の先鋭度は、1回目は発射ストロークにおいて切刃182がスロット193を通って前進する間に、また例えば、2回目は復帰ストロークにおいて切刃182がスロット193を通って後退する間に評価することができる。換言すれば、例えば、光感知領域を通して切刃を前進させるときに一度、また光感知領域を通して切刃182を後退させるときに一度、切刃182から反射する光を光センサ1108によって測定することができる。
The reader will understand that the
プロセッサ1114が、切刃182から反射した光の強度の複数の読み取り値を、光センサ1108の1つ又は2つ以上から受信してもよいことが、読者には理解されるであろう。特定の例では、プロセッサ1114は、例えば、アウトライアーを破棄し、複数の読み取り値から平均読み取り値を計算するように構成されてもよい。特定の例では、例えば、平均読み取り値をメモリ1116に格納された閾値と比較することができる。特定の例では、プロセッサ1114は、例えば、計算された平均読み取り値がメモリ1116に格納された閾値を超えた場合、フィードバックシステム1120を通してユーザに警告し、かつ/又は発射ロックアウトメカニズム1122を起動させるように構成されてもよい。
The reader will understand that the processor 1114 may receive multiple readings of the intensity of the light reflected from the
特定の例では、図77、79、及び80に示されるように、光センサ1108及び光源1110の対を、ステープルカートリッジ1100の反対側に位置付けることができる。換言すれば、光センサ1108を、例えばスロット193の第1の側1124に位置付けることができ、光源1110を、例えばスロット193の第1の側1124とは反対の第2の側1126に位置付けることができる。特定の例では、光センサ1108及び光源1110の対を、図77に示されるように、ステープルカートリッジ1100を横断する面内に実質的に配設することができる。光センサ1108及び光源1110の対は、例えば、ステープルカートリッジ1100を横断する面上に位置付けられる、又は少なくとも実質的に位置付けられる、光感知領域を画定するように配向することができる。代替的に、光センサ1108及び光源1110の対は、図80に示されるように、例えば、ステープルカートリッジ1100を横断する面に近接して位置付けられる、光感知領域を画定するように配向することができる。
In a particular example, a pair of
特定の例では、光センサ1108及び光源1110の対は、ステープルカートリッジ1100の同じ側に位置付けることができる。換言すれば、図81に示されるように、光センサ1108及び光源1110の対は、スロット193を通して切刃182を前進させる際に、切刃182の第1の側、例えば面1128上に位置付けることができる。かかる例では、光源1110は、切刃182の面1128に光を方向付けるように配向することができ、光センサ1108によって測定される、面1128から反射する光の強度は、面1128の先鋭度を表してもよい。
In a particular example, the pair of
特定の例では、図82に示されるように、光センサ1108及び光源1110の第2の対を、切刃182の第2の側、例えば面1130上に位置付けることができる。第2の対は、面1130の先鋭度を評価するために用いることができる。例えば、第2の対の光源1110は、切刃182の面1130に光を方向付けるように配向することができ、第2の対の光センサ1108によって測定される、面1130から反射する光の強度は、面1130の先鋭度を表してもよい。特定の例では、プロセッサは、例えば、切刃182の面1128及び1130から反射する光の測定された強度に基づいて、切刃182の先鋭度を見積もるように構成することができる。
In a particular example, as shown in FIG. 82, a second pair of
特定の例では、図77に示されるように、光センサ1108及び光源1110の対は、ステープルカートリッジ1100の遠位部分1105に収容することができる。図81に示されるように、光センサ1108は、例えば、スロット193を通る切刃182の経路に沿って長手方向に延在する軸LLに位置付けるか、又は少なくとも実質的に位置付けることができる。それに加えて、光源1110は、例えば、切刃を光源1110に向かって前進させる際に、切刃182の遠位側に位置付け、光を切刃182に方向付けるように配向することができる。更に、光センサ1108は、図81に示されるように、軸LLと交差する軸AAに沿って位置付けるか、又は少なくとも実質的に位置付けることができる。特定の例では、例えば、軸AAは軸LLに対して垂直であってもよい。いずれの場合も、光センサ1108は、例えば、軸LL及び軸AAの交点に光感知領域を画定するように配向することができる。
In a particular example, as shown in FIG. 77, a pair of
外科用器具10と関連して本明細書に記載する光センサ及びそれに対応する光源の位置、配向、及び/又は数は、例示を目的とした例示的態様であることが、読者には理解されるであろう。光センサ及び光源の他の様々な配置を、本開示によって用いて、切刃182の先鋭度を評価することができる。
It is understood by the reader that the positions, orientations, and / or numbers of photosensors and corresponding light sources described herein in connection with the
エンドエフェクタ300によって捕捉された組織を通して切刃182を前進させることで、外科用器具10の各発射の間に、組織残屑及び/又は体液を、切刃に回収させ得ることが、読者には理解されるであろう。かかる残屑は、回路1106が切刃182の先鋭度を正確に評価する能力に干渉することがある。特定の例では、外科用器具10は、例えば、切刃182の先鋭度を評価する前に切刃182を洗浄するために用いることができる、1つ又は2つ以上の洗浄メカニズムを装備することができる。
The reader can be informed that by advancing the
図76を参照すると、特定の例では、ステープルカートリッジ1100は、例えば、ステープルカートリッジ1100の近位部分1103に収容することができる、光センサ1108及び光源1110の第1の対を含んでもよい。更に、図76に示されるように、ステープルカートリッジ1100は、スロット193の反対側の近位部分1103に収容することができる、洗浄部材1132の第1の対を含んでもよい。洗浄部材1132の第1の対は、例えば、光センサ1108及び光源1110の第1の対の遠位側に位置付けることができる。図76に示されるように、ステープルカートリッジ1100は、例えば、ステープルカートリッジ1100の遠位部分1105に収容することができる、光センサ1108及び光源1110の第2の対を含んでもよい。図76に示されるように、ステープルカートリッジ1100は、スロット193の反対側の遠位部分1105に収容することができる、洗浄部材1132の第2の対を含んでもよい。洗浄部材1132の第2の対は、例えば、光センサ1108及び光源1110の第2の対の近位側に位置付けることができる。
Referring to FIG. 76, in a particular example, the
上記に加えて更に、図76に示されるように、切刃182を発射ストロークで遠位側に前進させて、エンドエフェクタ300によって捕捉された組織を切断してもよい。切刃を前進させる際、例えば、切刃182による組織係合の前に、切刃182の先鋭度の第1の評価を、光センサ1108及び光源1110の第1の対によって行うことができる。切刃182の先鋭度の第2の評価は、例えば、切刃182が捕捉された組織を切除した後、光センサ1108及び光源1110の第2の対によって行うことができる。切刃182は、切刃182の先鋭度の第2の評価の前に、洗浄部材1132の第2の対を通して前進させて、捕捉された組織を切除する間に切刃182によって回収された残屑があればそれを除去してもよい。
In addition to the above, as shown in FIG. 76, the
上記に加えて更に、図76に示されるように、切刃182は、復帰ストロークで近位側に後退させてもよい。切刃を後退させる際、切刃182の先鋭度の第3の評価を、復帰ストロークの間に光センサ1108及び光源1110の第1の対によって行うことができる。切刃182は、切刃182の先鋭度の第3の評価の前に、洗浄部材1132の第1の対を通して後退させて、例えば、捕捉された組織を切除する間に、切刃182によって回収されたいかなる残屑も除去してもよい。
In addition to the above, as shown in FIG. 76, the
特定の例では、1つ又は2つ以上の光源1110は、1つ又は2つ以上の光ファイバケーブルを備えてもよい。特定の例では、1つ又は2つ以上の可撓性回路1134を用いて、エネルギーを電源1118から光センサ1108及び/又は光源1110に伝達することができる。特定の例では、可撓性回路1134は、例えば、光センサ1108の読み取り値の1つ又は2つ以上をコントローラ1112に伝達するように構成されてもよい。
In certain examples, one or more
次に図84を参照すると、ステープルカートリッジ4300が示されているが、ステープルカートリッジ4300は、多くの点で外科用ステープルカートリッジ304(図14)に類似している。例えば、ステープルカートリッジ4300は、エンドエフェクタ300と共に用いることができる。特定の例では、図84に示されるように、ステープルカートリッジ4300は、切刃182の先鋭度を試験するために用いることができる、先鋭度試験部材4302を備えてもよい。特定の例では、先鋭度試験部材4302は、例えば、ステープルカートリッジ4300のカートリッジ本体194に取設し、かつ/又はそれと一体化することができる。特定の例では、先鋭度試験部材4302は、例えば、ステープルカートリッジ4300の近位部分1103に配設することができる。特定の例では、図84に示されるように、先鋭度試験部材4302は、例えば、ステープルカートリッジ4300のカートリッジデッキ4304上に配設することができる。
Next, referring to FIG. 84, the
特定の例では、図84に示されるように、先鋭度試験部材4302は、ステープルカートリッジ4300のスロット193を横切って延在して、例えば、スロット193によって画定される間隙を橋渡しするか、又は少なくとも部分的に橋渡しすることができる。特定の例では、先鋭度試験部材4302は、切刃182の経路を遮断するか、又は少なくとも部分的に遮断してもよい。切刃182は、例えば、発射ストロークの間に切刃182を前進させるにつれて、先鋭度試験部材4302を係合、切断、及び/又は通過してもよい。特定の例では、切刃182は、例えば、発射ストロークにおいてエンドエフェクタ300に捕捉された組織を係合する前に、先鋭度試験部材4302を係合、切断、及び/又は通過するように構成されてもよい。特定の例では、切刃182は、先鋭度試験部材4302の近位端4306で先鋭度試験部材4302を係合し、例えば、先鋭度試験部材4302の遠位端4308で、先鋭度試験部材4302を出て、かつ/又はそれを係脱するように構成されてもよい。特定の例では、切刃182は、例えば、発射ストロークの間に切刃182を前進させるにつれて、近位端4306と遠位端4308との間の距離(D)で、先鋭度試験部材4302を通って移動及び/又は切断することができる。
In a particular example, as shown in FIG. 84, the
主に図84及び85を参照すると、外科用器具10は、例えば、切刃182の先鋭度を試験するための回路4310を備えてもよい。特定の例では、回路4310は、先鋭度試験部材4302を通して切刃182を前進させる能力を試験することによって、切刃182の先鋭度を評価することができる。例えば、回路4310は、切刃182が先鋭度試験部材4302の少なくとも既定部分を完全に横断する、かつ/又は完全に通過するのにかかる期間を観察するように構成することができる。観察された期間が既定の閾値を超過する場合、回路4310は、例えば、切刃182の先鋭度が許容可能なレベルを下回っていると結論付けてもよい。
Primarily with reference to FIGS. 84 and 85, the
特定の例では、回路4310は、プロセッサ4314(「マイクロプロセッサ」)と、1つ又は2つ以上のコンピュータ可読媒体若しくはメモリユニット4316(「メモリ」)とを含んでもよい、コントローラ4312(「マイクロコントローラ」)を含んでもよい。特定の例では、メモリ4316は、様々なプログラム命令を記憶してもよく、それが実行されると、プロセッサ4314に、本明細書に記載される複数の機能及び/又は計算を実施させることができる。特定の例では、メモリ4316は、例えばプロセッサ4314に結合されてもよい。電源4318は、例えば、コントローラ4312に電力を供給するように構成することができる。特定の例では、電源4138は、例えばLiイオン電池などの電池(又は「電池パック」若しくは「パワーパック」)を含んでもよい。特定の例では、電池パックは、ハンドル組立体14に解除可能に装着されるように構成されてもよい。直列で接続された多数の電池セルが、電源4318として使用されてもよい。特定の例では、電源4318は、例えば、交換可能及び/又は充電式であってもよい。
In a particular example,
特定の例では、コントローラ4313は、例えば、フィードバックシステム1120及び/又は発射ロックアウトメカニズム1122に動作可能に結合することができる。
In certain examples, the
図84及び85を参照すると、回路4310は1つ又は2つ以上の位置センサを備えてもよい。本開示と共に使用するために好適な例示の位置センサ及び位置付けシステムが、米国特許出願公開第2014/0263538号、発明の名称「SENSOR ARRANGEMENTS FOR ABSOLUTE POSITIONING SYSTEM FOR SURGICAL INSTRUMENTS」に記載されており、その開示の全体を参照により本明細書に組み込む。特定の例では、回路4310は、第1の位置センサ4320及び第2の位置センサ4322を含んでもよい。特定の例では、第1の位置センサ4320は、例えば、先鋭度試験部材4302の近位端4306における切刃182の第1の位置を検出するのに用いることができ、第2の位置センサ4322は、例えば、先鋭度試験部材4302の遠位端4308における切刃182の第2の位置を検出するのに用いることができる。
With reference to FIGS. 84 and 85,
特定の例では、第1及び第2の位置センサ4320及び4322はそれぞれ、コントローラ4312に対して第1及び第2の位置信号を提供するために利用することができる。位置信号は、コントローラ4312と第1及び第2の位置センサ4320及び4322との間のインターフェースに基づくアナログ信号又はデジタル値であってもよいことが理解されるであろう。一態様では、コントローラ4312と第1及び第2の位置センサ4320及び4322との間のインターフェースは、標準的なシリアル周辺インターフェース(SPI)であることができ、位置信号は、上述したように、切刃182の第1位置及び第2位置を表すデジタル値であることができる。
In a particular example, the first and
上記に加えて更に、プロセッサ4314は、第1の位置信号の受信と第2の位置信号の受信との間の期間を判定してもよい。判定された期間は、例えば先鋭度試験部材4302の近位端4306における第1の位置から、例えば先鋭度試験部材4302の遠位端4308における第2の位置まで、先鋭度試験部材4302を通して切刃182を前進させるのにかかる時間に相当してもよい。少なくとも1つの例では、コントローラ4312は、第1の位置信号を受信するとプロセッサ4314によってアクティブ化し、第2の位置信号を受信すると非アクティブ化することができる、時間要素を含んでもよい。時間要素のアクティブ化と非アクティブ化との間の期間は、例えば、切刃182を第1位置から第2位置まで前進させるのにかかる時間に相当してもよい。時間要素は、リアルタイムクロック、時間関数を実現するように構成されたプロセッサ、又は他の任意の好適なタイミング回路を備えてもよい。
In addition to the above, the
様々な例では、コントローラ4312は、切刃182を第1の位置から第2の位置まで前進させるのにかかる期間を、事前定義された閾値と比較して、例えば、切刃182の先鋭度が許容可能なレベルを下回っているか否かを見積もることができる。特定の例では、コントローラ4312は、測定された期間が、例えば1%、5%、10%、25%、50%、100%、及び/又は100%超、事前定義された閾値を超過した場合に、切刃182の先鋭度が許容可能なレベルを下回っていると結論付けてもよい。
In various examples, the
図86を参照すると、様々な例では、電動モータ4330は、発射バー172(図14)を駆動して、例えば、発射ストロークの間は切刃182を前進させ、かつ/又は復帰ストロークの間は切刃182を後退させることができる。モータドライバ4332は、電動モータ4330を制御することができ、例えばコントローラ4312などのコントローラは、モータドライバ4332と信号通信することができる。電動モータ4330が切刃182を前進させるにつれて、コントローラ4312は、例えば、電動モータ4330によって引き込まれる電流を判定することができる。かかる例では、切刃182を前進させるのに要する力は、例えば、電動モータ4330によって引き込まれる電流に対応することができる。やはり図86を参照すると、外科用器具10のコントローラ4312は、切刃182の前進の間に電動モータ4330によって引き込まれる電流が増加したかを判定することができ、増加した場合、電流の増加率を計算することができる。
Referring to FIG. 86, in various examples, the electric motor 4330 drives the launch bar 172 (FIG. 14) to advance the
特定の例では、電気モータ4330によって引き出される電流は、切刃182が先鋭度試験部材4302と接触している間、先鋭度試験部材4302の切刃182に対する抵抗により、大幅に増加し得る。例えば、電動モータ4330によって引き込まれる電流は、切刃182が先鋭度試験部材4302を係合し、通過し、及び/又はそれを切断するにつれて大幅に増加し得る。切刃182に対する先鋭度試験部材4302の抵抗は、切刃182の先鋭度に部分的に依存し、繰り返し使用によって切刃182の先鋭度が減少するにつれて、切刃182に対する先鋭度試験部材4302の抵抗が増加することが、読者には理解されるであろう。したがって、切刃が先鋭度試験部材4302と接触している間、電動モータ4330によって引き込まれる電流の増加率の値は、例えば、繰り返し使用によって切刃182の先鋭度が減少するにつれて増加し得る。
In a particular example, the current drawn by the electric motor 4330 can be significantly increased by the resistance of the
特定の例では、電動モータ4330によって引き込まれる電流の増加率の判定された値は、電動モータ4330によって引き込まれる電流の最大検出増加率であることができる。様々な例において、コントローラ4312は、電動モータ4330によって引き込まれる電流の増加率の判定された値を、電動モータ4330によって引き込まれる電流の増加率の事前定義された閾値と比較することができる。判定された値が事前定義された閾値を超過した場合、コントローラ4312は、例えば、切刃182の先鋭度が許容可能なレベルを下回っていると結論付けることができる。
In a particular example, the determined value of the rate of increase in current drawn by motor 4330 can be the maximum detected rate of increase in current drawn by motor 4330. In various examples, the
特定の例では、図86に示されるように、プロセッサ4314は、例えば、フィードバックシステム1120及び/又は発射ロックアウトメカニズム1122と連通することができる。特定の例では、プロセッサ4314はフィードバックシステム1120を用いて、電動モータ4330によって引き出される電流の増加率の判定された値が事前定義された閾値を超過した場合にユーザに警告することができる。特定の例では、プロセッサ4314は発射ロックアウトメカニズム1122を用いて、例えば、電動モータ4330によって引き出される電流の増加率の判定された値が事前定義された閾値を超過した場合に切刃182の前進を防止してもよい。
In a particular example, as shown in FIG. 86, the
様々な例では、コントローラ4312は、アルゴリズムを利用して、電動モータ4330によって引き込まれる電流の変化を判定することができる。例えば、電流センサは、発射ストロークの間、電動モータ4330によって引き込まれる電流を検出することができる。電流センサは、電気モータによって引き込まれる電流を継続的に検出することができ、かつ/又は電気モータによる電流引き込みを間欠的に検出することができる。様々な例では、アルゴリズムは、例えば、最近の電流読み取り値を直前の電流読み取り値と比較することができる。それに加えて、又は代替的に、アルゴリズムは、期間X内のサンプル読み取り値を、以前の電流読み取り値と比較することができる。例えば、アルゴリズムは、サンプル読み取り値を、例えば、直前の期間Xなど、以前の期間X内の以前のサンプル読み取り値と比較することができる。他の例では、アルゴリズムは、モータによって引き込まれる電流の傾向的な平均を計算することができる。アルゴリズムは、例えば、最近の電流読み取り値を含む、期間Xの間の平均電流引き込みを計算することができ、また、平均電流引き込みを、例えば直前の期間Xの間の平均電流引き込みと比較することができる。
In various examples, the
図87を参照すると、外科用器具10の切刃182の先鋭度を評価するための方法4500が示され、切刃182の先鋭度が、例えば、警告閾値及び/又は高厳格度閾値まで、かつ/若しくはそれを下回って低下した場合の、様々な応答が概説されている。様々な例では、例えばコントローラ4312などのコントローラを、図85に示される方法を実現するように構成することができる。特定の例では、外科用器具10は、ロードセル4334(図86)を含んでもよく、図84に示されるように、コントローラ4312は、ロードセル4334と連通していてもよい。特定の例では、ロードセル4334は、例えば発射バー172に動作可能に結合することができる、例えばひずみゲージなどの力センサを含んでもよい。特定の例では、コントローラ4312は、ロードセル4334を用いて、発射ストロークの間に切刃182を前進させる際に切刃182に加えられる力(Fx)を監視してもよい。
With reference to FIG. 87, a
したがって、ナイフの発射が開始されると(4502)、システムは、力Fxを感知することにより、切刃182の鈍りをチェックする(4504)。感知された力Fxは閾値力F1と比較され、感知された力Fxが閾値力F1よりも大きいかどうかを判定する(4506)。感知された力Fxが閾値力F1以下の場合、プロセスは「いいえ」分岐に沿って続行し、何も表示せず(4508)、ナイフ発射プロセスを続行する(4510)。感知された力Fxが閾値力F1よりも大きい場合、プロセスは「はい」分岐に沿って続行し、感知された力Fxが高厳格度閾値力F2を上回るかどうかを判定する(4512)。感知された力Fxが閾値力F2以下の場合、プロセスは「いいえ」分岐に沿って続行し、ナイフの切刃182が鈍りつつあることをプロセッサに通知し(4514)、ナイフ発射プロセスを続行する(4510)。感知された力Fxが閾値力F2よりも大きい場合、プロセスは「はい」分岐に沿って続行し、ナイフの切刃182が鈍ったことをプロセッサに通知し、ナイフ発射ロックアウトが係合される(4516)。続いて、任意に、プロセッサは、ナイフ発射ロックアウトをオーバーライドし得(4518)、ロックアウトがオーバーライドされた場合には、ナイフ発射プロセスを続行する(4510)。
Therefore, when the firing of the knife is initiated (4502), the system checks for dullness of the
図88を参照すると、例えば切刃182などの切刃が、例えばエンドエフェクタ300によって捕捉されている特定の組織厚さの組織の切除に用いるのに、十分に先鋭であるか否かを判定するための方法4600が示されている。上述したように、切刃182の繰り返し使用によって切刃182が鈍るか又はその先鋭度が低減されることがあり、それによって、切刃182が捕捉された組織を横切するのに要する力が増加することがある。換言すれば、切刃182の先鋭度レベルは、例えば、切刃182が捕捉された組織を横切するのに要する力によって定義することができる。切刃182が捕捉された組織を切除するのに要する力は、捕捉された組織の厚さにも依存し得ることが、読者には理解されるであろう。いくつかの例において、捕捉された組織の厚さが厚いほど、例えば同じ先鋭度レベルで、切刃182が捕捉された組織を横切するのに要する力が大きくなる。
With reference to FIG. 88, it is determined whether a cutting edge, such as the
したがって、最初に、ステープラが、アンビルと顎部材との間に組織をクランプする(4602)。システムは、組織厚さTxを感知し(4604)、ナイフ発射プロセスを開始する(4606)。ナイフ発射プロセスを開始すると、システムは、クランプされた組織からの負荷抵抗を感知し(4608)、感知された力Fxと感知された厚さTxを様々な閾値と比較し、評価に基づいていくつかの結果を判定する(4610)。一態様では、プロセスが、感知された組織厚さTxは第1の組織厚さ閾値T1と第2の組織厚さ閾値T2との間で定義された第1の組織厚さ範囲内であり、かつ感知された力Fxが第1の力閾値F1よりも大きいかどうかを判定する(4610)、またプロセスが、感知された組織厚さTxは第2の組織厚さ閾値T2と第3の組織厚さ閾値T3との間で定義された第2の組織厚さ範囲内であり、かつ感知された力Fxが第2の力閾値F2よりも大きいと判定する(4610)と、プロセスは「はい」分岐に沿って続行し、ナイフが鈍りつつあることをプロセッサに通知(4612)又は警告し、次いでナイフ発射プロセスを続行する(4614)。それ以外の場合、プロセスは「いいえ」分岐に沿って続行し、プロセッサに通知せず(4616)、ナイフ発射プロセスを続行する。一般に、プロセスは、感知された組織厚さTxが組織厚さ閾値TnとTn+1との間で定義された組織厚さ範囲内であり、かつ感知された力Fxが、力閾値Tnよりも大きいかどうかを判定する(nは、組織厚さ範囲を示す)。プロセスが、感知された組織厚さTxは第1の組織厚さ閾値T1と第2の組織厚さ閾値T2との間で定義された第1の組織厚さ範囲内であり、かつ感知された力Fxが第1の力閾値F1よりも大きいと判定する(4610)、またプロセスが、感知された組織厚さTxは第2の組織厚さ閾値T2と第3の組織厚さ閾値T3との間で定義された第2の組織厚さ範囲内であり、かつ感知された力Fxが第2の力閾値F2よりも大きいと判定する(4610)と、プロセスは続行する。 Therefore, first, the stapler clamps the tissue between the anvil and the jaw member (4602). The system senses tissue thickness Tx (4604) and initiates the knife firing process (4606). Upon starting the knife firing process, the system senses the load resistance from the clamped tissue (4608), compares the sensed force Fx with the sensed thickness Tx against various thresholds, and how many based on the evaluation. The result is determined (4610). In one aspect, the process senses that the tissue thickness Tx is within the first tissue thickness range defined between the first tissue thickness threshold T1 and the second tissue thickness threshold T2. And determine if the sensed force Fx is greater than the first force threshold F1 (4610), and the process also determines that the sensed tissue thickness Tx is the second tissue thickness threshold T2 and the third tissue. When it is determined that it is within the second tissue thickness range defined with the thickness threshold T3 and the perceived force Fx is greater than the second force threshold F2 (4610), the process "yes". Continue along the branch, notifying or warning the processor that the knife is dull (4612), and then continuing the knife firing process (4614). Otherwise, the process continues along the "no" branch, without notifying the processor (4616) and continuing the knife firing process. In general, the process is whether the sensed tissue thickness Tx is within the tissue thickness range defined between the tissue thickness thresholds Tn and Tn + 1, and the sensed force Fx is greater than the force threshold Tn. Whether or not (n indicates a tissue thickness range). The process sensed tissue thickness Tx was within the first tissue thickness range defined between the first tissue thickness threshold T1 and the second tissue thickness threshold T2 and was sensed. The force Fx is determined to be greater than the first force threshold F1 (4610), and the process senses that the tissue thickness Tx is the second tissue thickness threshold T2 and the third tissue thickness threshold T3. If it is determined that it is within the second tissue thickness range defined between and the perceived force Fx is greater than the second force threshold F2 (4610), the process continues.
特定の例では、切刃182は、第1の厚さを含む捕捉された組織を切除するのには十分に先鋭であり得るが、例えば、第1の厚さよりも厚い第2の厚さを含む捕捉された組織を切除するには先鋭度が十分でないことがある。いくつかの例において、切刃182が捕捉された組織を横切するのに要する力によって定義されるような、切刃182の先鋭度レベルは、例えば、捕捉された組織が特定の組織厚さ範囲内にある組織厚さを含む場合に、捕捉された組織を横切するのに適正であり得る。
In certain examples, the
特定の例では、図89に示されるように、メモリ4316は、エンドエフェクタ300によって捕捉された組織の1つ又は2つ以上の事前定義された組織厚さ範囲、及び事前定義された組織厚さ範囲と関連付けられた事前定義された閾値力を格納することができる。いくつかの例において、事前定義された閾値力はそれぞれ、事前定義された閾値力と関連付けられた組織厚さ範囲に包含される組織厚さ(Tx)を含む、捕捉された組織を横切するために好適である、切刃182の最小先鋭度レベルを表してもよい。特定の例では、組織厚さ(Tx)を含む捕捉された組織を切刃182が切除するのに要する力(Fx)が、組織厚さ(Tx)を包含する事前定義された組織厚さ範囲と関連付けられた事前定義された閾値力を超過した場合、切刃182は、例えば、捕捉された組織を切除するには先鋭度が十分でないことがある。
In a particular example, as shown in FIG. 89, the
特定の例では、事前定義された閾値力及びそれらに対応する事前定義された組織厚さ範囲は、例えば、図89に示されるようなテーブル4342など、データベース及び/又はメモリ4316上のテーブルに格納することができる。特定の例では、プロセッサ4314は、切刃182が捕捉された組織を切除するのに要する力(Fx)の測定値、及び捕捉された組織の組織厚さ(Tx)の測定値を受信するように構成することができる。プロセッサ4314は、テーブル4342にアクセスして、測定された組織厚さ(Tx)を包含する事前定義された組織厚さ範囲を判定してもよい。それに加えて、プロセッサ4314は、測定された力(Fx)を、組織厚さ(Tx)を包含する事前定義された組織厚さ範囲と関連付けられた事前定義された閾値力と比較してもよい。特定の例では、測定された力(Fx)が事前定義された閾値力を超過した場合、プロセッサ4314は、例えば、切刃182が捕捉された組織を切除するには先鋭度が十分でない可能性があると結論付けてもよい。
In a particular example, the predefined threshold forces and their corresponding predefined tissue thickness ranges are stored in a table on the database and / or
上記に加えて更に、プロセッサ4314(図85、86)は、例えば組織厚さ感知モジュール4336など、1つ又は2つ以上の組織厚さ感知モジュールを用いて、捕捉された組織の厚さを判定してもよい。様々な好適な組織厚さ感知モジュールが、本開示に記載されている。加えて、本開示と共に使用するために好適な、様々な組織厚さ感知装置及び方法が、米国特許出願公開第2011/0155781号、発明の名称「SURGICAL CUTTING INSTRUMENT THAT ANALYZES TISSUE THICKNESS」に開示されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。 In addition to the above, the processor 4314 (FIGS. 85, 86) uses one or more tissue thickness sensing modules, such as the tissue thickness sensing module 4336, to determine the thickness of the captured tissue. You may. Various suitable tissue thickness sensing modules are described in this disclosure. In addition, various tissue thickness sensing devices and methods suitable for use with the present disclosure are disclosed in US Patent Application Publication No. 2011/0155781, the title of the invention "SURGICAL CUTTING INSTRUMENT THAT ANALYZES TISSUE THICKNESS". And is incorporated herein by reference in its entirety.
特定の例では、プロセッサ4314は、ロードセル4334を用いて、切刃182が組織厚さ(Tx)を備える捕捉された組織を切除するのに要する力(Fx)を測定してもよい。切刃182が捕捉された組織と係合され、かつ/又は接触している間、捕捉された組織によって切刃182に加えられる力は、切刃182を捕捉された組織に対して前進させるにつれて、切刃182が捕捉された組織を切除することができる力(Fx)まで増加してもよいことが、読者には理解されるであろう。特定の例では、プロセッサ4314は、ロードセル4334を用いて、切刃182を捕捉された組織に対して前進させるにつれて、捕捉された組織によって切刃182に対して加えられる力を継続的に監視してもよい。プロセッサ4314は、監視された力を、捕捉された組織の組織厚さ(Tx)を包含する事前定義された組織厚さ範囲と関連付けられた、事前定義された閾値力と継続的に比較してもよい。特定の例では、監視された力が事前定義された閾値力を超過した場合、プロセッサ4314は、例えば、切刃が捕捉された組織を安全に切除するのに十分に先鋭でないと結論付けてもよい。
In a particular example,
図88に記載される方法4600は、例えば、切刃182が捕捉された組織を安全に切除するのに十分に鋭くないと判定された場合に、コントローラ4313が取り得る様々な例示の動作を概説している。特定の例では、コントローラ4312は、例えば、フィードバックシステム1120を通して、切刃182が鈍りすぎて安全に使用できないことをユーザに注意してもよい。特定の例では、コントローラ4312は、例えば、切刃182が捕捉された組織を安全に切除するには十分に鋭くないと結論付けると、発射ロックアウトメカニズム1122を用いて切刃182の前進を阻止してもよい。特定の例では、コントローラ4312は、フィードバックシステム1120を用いて、例えば、発射ロックアウトメカニズム1122をオーバーライドする命令をユーザに提供してもよい。
The
図90、91は、例えばモータ駆動の外科用器具4400などの外科用器具と接続された、複数のモータを備える共通コントローラを用いる装置、システム、及び方法の様々な態様を示している。外科用器具4400は、例えば、より詳細に上述した図1の外科用器具10など、本開示によって記載される他の外科用器具に、多くの点で類似している。外科用器具4400は、ハウジング12と、ハンドル組立体14と、閉鎖トリガ32と、交換式シャフト組立体200と、エンドエフェクタ300とを含む。したがって、開示を簡潔かつ明瞭にするため、外科用器具10と共通している、外科用器具4400の特定の特性についての詳細な説明は、ここでは繰り返さない。
90, 91 show various aspects of devices, systems, and methods using a common controller with a plurality of motors connected to a surgical instrument such as, for example, a motor-driven
やはり図90、91を参照すると、外科用器具4400は、外科用器具4400の動作と関連する様々な機能を行うように起動させることができる、複数のモータを含んでもよい。特定の例では、第1のモータは、第1の機能を行わせるために起動させることができ、第2のモータは、第2の機能を行わせるために起動させることができ、第3のモータは、第3の機能を行わせるために起動させることができる。特定の例では、外科用器具4400の複数のモータは、個々に起動して、エンドエフェクタ300(図1、15)において関節運動、閉鎖運動、及び/又は発射運動を生じさせることができる。関節運動、閉鎖運動、及び/又は発射運動は、例えば交換式シャフト組立体200(図1)を通して、エンドエフェクタ300に伝達することができる。
Also with reference to FIGS. 90, 91, the
特定の例では、図91に示されるように、外科用器具4400は、発射モータ4402を含んでもよい。発射モータ4402は、発射モータ4402によって生成された発射運動をエンドエフェクタ300(図1、14)に伝達するように構成することができる、発射駆動組立体4404に動作可能に結合されてもよい。特定の例では、発射モータ4402によって生成される発射運動によって、例えば、ステープル191を外科用ステープルカートリッジ304から、エンドエフェクタ300によって捕捉された組織内へと配備し、かつ/又は切刃182を前進させて、捕捉された組織を切断してもよい。
In a particular example, as shown in FIG. 91, the
特定の例では、図91に示されるように、外科用器具4400は、例えば関節モータ4406を含んでもよい。関節モータ4406は、関節モータ4406によって生成された関節運動をエンドエフェクタ300(図1、14)に伝達するように構成することができる、関節駆動組立体4408に動作可能に結合されてもよい。特定の例では、関節運動により、例えば、エンドエフェクタ300が交換式シャフト組立体200(図1)に対して関節運動してもよい。特定の例では、外科用器具4400は、例えば閉鎖モータを含んでもよい。閉鎖モータは、閉鎖運動をエンドエフェクタ300に伝達するように構成することができる、閉鎖駆動組立体に動作可能に結合されてもよい。特定の例では、閉鎖運動により、例えば、エンドエフェクタ300が開放構成から近接構成へと遷移して組織を捕捉してもよい。本明細書に記載するモータ及びそれらに対応する駆動組立体は、本開示と関連して用いることができる、モータ及び/又は駆動組立体のタイプの例として意図されることが、読者には理解されるであろう。外科用器具4400は、外科用器具4400の動作と関連する他の様々な機能を行うために利用することができる、他の様々なモータを含んでもよい。
In a particular example, as shown in FIG. 91, the
上述したように、外科用器具4400は、様々な独立機能を行うように構成されてもよい、複数のモータを含んでもよい。特定の例では、外科用器具4400の複数のモータは、他のモータが停止したままで、個々に又は別個に起動して、1つ又は2つ以上の機能を行わせることができる。例えば、関節モータ4406を起動して、発射モータ4402が停止したままで、エンドエフェクタ300(図1、14)を関節運動させることができる。代替的に、発射モータ4402を起動して、関節モータ4406が停止したままで、複数のステープル191(図14)を発射させ、かつ/又は切刃182を前進させることができる。
As mentioned above, the
図90、91を参照して、特定の例では、外科用器具4400は、外科用器具4400の複数のモータ4402、4406と共に用いることができる、共通コントローラ4410を含んでもよい。特定の例では、共通コントローラ4410は、一度に複数のモータのうち1つを収容してもよい。例えば、共通コントローラ4410は、個々に外科用器具4400の複数のモータに、別個に結合可能であることができる。特定の例では、外科用器具4400の複数のモータは、共通コントローラ4410など、1つ又は2つ以上の共通コントローラを共有してもよい。特定の例では、外科用器具4400の複数のモータは、共通コントローラ4410に個々にかつ選択的に係合することができる。特定の例では、共通コントローラ4410は、外科用器具4400の複数のモータのうち1つとの連係から、外科用器具4400の複数のモータのうち別の1つとの連係へと選択的に切り換えることができる。
With reference to FIGS. 90, 91, in a particular example, the
少なくとも1つの例では、共通コントローラ4410は、関節モータ4406との動作可能な係合と、発射モータ4402との動作可能な係合との間で選択的に切り換えることができる。少なくとも1つの例では、図90に示されるように、スイッチ4414は、例えば、第1の位置4416及び第2の位置4418など、複数の位置及び/又は状態の間で移動若しくは遷移させることができる。例えば、第1の位置4416では、スイッチ4414は共通コントローラ4410を関節モータ4406に電気的に結合してもよく、第2の位置4418では、スイッチ4414は共通コントローラ4410を発射モータ4402に電気的に結合してもよい。特定の例では、スイッチ4414が第1の位置4416にある間、共通コントローラ4410は、関節モータ4406に電気的に結合されて、エンドエフェクタ300(図1、15)を所望の位置へと関節運動させるように関節モータ4406の動作を制御することができる。特定の例では、スイッチ4414が第2の位置4418にある間、共通コントローラ4410は、発射モータ4402に電気的に結合されて、例えば、複数のステープル191(図14)を発射させ、かつ/又は切刃182(図14)を前進させるように、発射モータ4402の動作を制御することができる。特定の例では、スイッチ4414は、機械スイッチ、電磁スイッチ、固体スイッチ、又は任意の好適な切り替えメカニズムであってもよい。
In at least one example, the
次に図91を参照すると、開示を明瞭にするため、外科用器具4400のハンドル組立体14の外側ケーシングが取り外され、外科用器具4400のいくつかの特性及び要素も取り外されている。特定の例では、図91に示されるように、外科用器具4400は、複数の位置及び/又は状態の間で選択的に遷移させることができる、インターフェース4412を含んでもよい。第1の位置及び/又は状態では、インターフェース4412は、共通コントローラ4410(図90)を、例えば関節モータ4406などの第1のモータに結合してもよく、第2の位置及び/又は状態では、インターフェース4412は、共通コントローラ4410を、例えば発射モータ4402などの第2のモータに結合してもよい。インターフェース4412の追加の位置及び/又は状態が、本開示によって想起される。
Next, with reference to FIG. 91, for clarity of disclosure, the outer casing of the
特定の例では、インターフェース4412は、第1の位置と第2の位置との間で移動可能であり、共通コントローラ4410(図90)は、第1の位置では第1のモータに、第2の位置では第2のモータに結合されている。特定の例では、インターフェース4412が第1の位置から移動されると、共通コントローラ4410は、第1のモータから切り離され、インターフェース4412が第2の位置から移動されると、共通コントローラ4410は、第2のモータから切り離される。特定の例では、スイッチ又はトリガは、インターフェース4412を複数の位置及び/又は状態の間で遷移させるように構成することができる。特定の例では、トリガは、エンドエフェクタを有効にするのと同時に、共通コントローラ4410を、外科用器具4400のモータのうち1つとの動作可能な係合から、外科用器具4400のモータのうち別の1つとの動作可能な係合へと遷移させるように、移動可能であることができる。
In a particular example, the
少なくとも1つの例では、図91に示されるように、閉鎖トリガ32は、インターフェース4412に動作可能に結合することができ、複数の位置及び/又は状態の間でインターフェース4412を遷移させるように構成することができる。図91に示されるように、閉鎖トリガ32は、例えば閉鎖ストロークの間、インターフェース4412を第1の位置及び/又は状態から第2の位置及び/又は状態へと遷移させる一方で、エンドエフェクタ300を近接構成へと遷移させて、例えばエンドエフェクタによって組織を捕捉するように、移動可能であることができる。
In at least one example, as shown in FIG. 91, the
特定の例では、第1の位置及び/又は状態では、共通コントローラ4410を、例えば関節モータ4406などの第1のモータに電気的に結合することができ、第2の位置及び/又は状態では、共通コントローラ4410を、例えば発射モータ4402などの第2のモータに電気的に結合することができる。第1の位置及び/又は状態では、共通コントローラ4410を関節モータ4406と係合させて、ユーザがエンドエフェクタ300(図1、15)を所望の位置へと関節運動させることを可能にしてもよく、共通コントローラ4410は、閉鎖トリガ32を作動させるまで、関節モータ4406と係合されたままであってもよい。ユーザが閉鎖トリガ32を作動させて、所望の位置でエンドエフェクタ300によって組織を捕捉すると、インターフェース4412を遷移又はシフトして、共通コントローラ4410を、例えば関節モータ4406と動作可能に係合した状態から、例えば発射モータ4402と動作可能に係合した状態へと遷移させることができる。発射モータ4402との動作可能な係合が確立されると、共通コントローラ4410は、発射モータ4402を制御してもよく、共通コントローラ4410は、ユーザ入力に応答して発射モータ4402を起動して、例えば、複数のステープル191(図14)を発射し、かつ/又は切刃182(図14)を前進させてもよい。
In certain examples, in the first position and / or state, the
特定の例では、図91に示されるように、共通コントローラ4410は、インターフェース4412と結合係合するように適合された、複数の電気的及び/又は機械的接点4411を含んでもよい。共通コントローラ4410を共有する外科用器具4400の複数のモータはそれぞれ、例えば、インターフェース4412と結合係合するように適合された、1つ又は2つ以上の対応する電気的及び/又は機械的接点4413を備えてもよい。
In a particular example, as shown in FIG. 91, the
様々な例では、外科用器具4400のモータは、電気モータであることができる。特定の例では、外科用器具4400のモータのうち1つ又は2つ以上は、例えば約25,000RPMの最大回転数を有するブラシ付きDC駆動モータであることができる。他の構成では、外科用器具4400のモータは、ブラシレスモータ、コードレスモータ、同期モータ、ステッパモータ、又は他の任意の好適な電気モータを含むモータ群から選択された、1つ又は2つ以上のモータを含んでもよい。
In various examples, the motor of the
様々な例では、図90に示されるように、共通コントローラ4410は、1つ又は2つ以上のHブリッジ電界効果トランジスタ(FET)を含んでもよい、モータドライバ4426を備えてもよい。モータドライバ4426は、例えば、コントローラ4420(「マイクロコントローラ」)からの入力に基づいて、電源4428から共通コントローラ4410に結合されているモータへと伝達された電力を変調してもよい。特定の例では、コントローラ4420を用いて、上述したように、モータが共通コントローラ4410に結合された状態で、例えばモータによって引き出される電流を判定することができる。
In various examples, as shown in FIG. 90, the
特定の例では、コントローラ4420は、プロセッサ4422(「マイクロプロセッサ」)と、1つ又は2つ以上のコンピュータ可読媒体又はメモリ4424ユニット(「メモリ」)とを含んでもよい。特定の例では、メモリ4424は、様々なプログラム命令を記憶してもよく、それが実行されると、プロセッサ4422に、本明細書に記載される複数の機能及び/又は計算を実施させることができる。特定の例では、メモリ4424の1つ又は2つ以上が、例えばプロセッサ4422に結合されてもよい。
In certain examples, the
特定の例では、電源4428を用いて、例えばコントローラ4420に電力を供給することができる。特定の例では、電源4428は、例えばLiイオン電池などの電池(又は「電池パック」若しくは「パワーパック」)を含んでもよい。特定の例では、電池パックは、外科用器具4400に電力を供給するため、ハンドル組立体14に解除可能に装着されるように構成されてもよい。直列で接続された多数の電池セルが、電源4428として使用されてもよい。特定の例では、電源4428は、例えば、交換可能及び/又は充電式であってもよい。
In a particular example, the
様々な例では、プロセッサ4422は、モータドライバ4426を制御して、共通コントローラ4410に結合されているモータの位置、回転方向、及び/又は速度を制御してもよい。特定の例では、プロセッサ4422は、共通コントローラ4410に結合されているモータを停止及び/又は使用不能にするように、モータドライバ4426に信号伝達することができる。プロセッサという用語は、本明細書で使用するとき、任意の好適なプロセッサ、コントローラ、又は、コンピュータの中央処理装置(CPU)の機能を1つの集積回路又は最大で数個の集積回路上に組み込んだ、他の基本コンピューティングデバイスを含むことが理解されるべきである。プロセッサは、デジタルデータを入力として受理し、メモリに記憶された命令に従ってそのデータを処理し、結果を出力として提供する、多目的のプログラマブルデバイスである。これは、内部メモリを有するので、逐次的デジタル論理の一例である。プロセッサは、二進数法で表される数字及び記号で動作する。一例では、プロセッサ4422は、図15〜図17Bに関連して記載されるように、シングルコア又はマルチコアコントローラのLM4F230H5QRであってもよい。
In various examples, the
特定の例では、メモリ4424は、共通コントローラ4410に結合可能な外科用器具4400のモータそれぞれを制御する、プログラム命令を含んでもよい。例えば、メモリ4424は、関節モータ4406を制御するプログラム命令を含んでもよい。かかるプログラム命令により、プロセッサ4422が関節モータ4406を制御して、関節モータ4406が共通コントローラ4410に結合された状態で、ユーザ入力に従ってエンドエフェクタ300を関節運動させてもよい。別の例では、メモリ4424は、発射モータ4402を制御するプログラム命令を含んでもよい。かかるプログラム命令により、プロセッサ4422が発射モータ4402を制御して、発射モータ4402が共通コントローラ4410に結合された状態で、ユーザ入力に従って複数のステープル191を発射させ、かつ/又は切刃182を前進させてもよい。
In a particular example, the
特定の例では、例えばセンサ4430など、1つ又は2つ以上のメカニズム及び/又はセンサを用いて、プログラム命令を特定の設定で使用すべきであることをプロセッサ4422に警告することができる。例えば、センサ4430は、共通コントローラ4410が関節モータ4406に結合された状態で、エンドエフェクタ300(図1、14)の関節運動と関連付けられたプログラム命令を使用するように、プロセッサ4422に警告してもよく、またセンサ4430は、共通コントローラ4410が発射モータ4402に結合された状態で、外科用器具4400の発射と関連付けられたプログラム命令を使用するように、プロセッサ4422に警告してもよい。特定の例では、センサ4430は、例えば、スイッチ4414の位置を感知するために用いることができる、位置センサを備えてもよい。したがって、プロセッサ4422は、例えばセンサ4430を通して、スイッチ4414が第1の位置4416にあることを検出すると、エンドエフェクタ300の関節運動と関連付けられたプログラム命令を使用してもよく、またプロセッサ4422は、例えばセンサ4430を通して、スイッチ4414が第2の位置4418にあることを検出すると、外科用器具4400の発射と関連付けられたプログラム命令を使用してもよい。
In certain examples, one or more mechanisms and / or sensors, such as sensor 4430, can be used to warn
次に図92を参照すると、開示を明瞭にするため、外科用器具4400の外側ケーシングが取り外され、外科用器具4400のいくつかの特性及び要素も取り外されている。図92に示されるように、外科用器具4400は、外科用器具4400の動作と関連する様々な機能を行うのに用いることができる、複数のセンサを含んでもよい。例えば、図92に示されるように、外科用器具4400は、センサA、B、及び/又はCを含んでもよい。特定の例では、センサAを用いて、例えば第1の機能を行うことができ、センサBを用いて、例えば第2の機能を行うことができ、センサCを用いて、例えば第3の機能を行うことができる。特定の例では、例えば、センサAを用いて、閉鎖ストロークの第1のセグメントの間に、エンドエフェクタ300(図1、14)によって捕捉される組織の厚さを感知することができ、センサBを用いて、第1のセグメントに続く閉鎖ストロークの第2のセグメントの間における組織厚さを感知することができ、センサCを用いて、第2のセグメントに続く閉鎖ストロークの第3のセグメントの間における組織厚さを感知することができる。特定の例では、センサA、B、及びCは、例えばエンドエフェクタ300に沿って配設することができる。
Then, with reference to FIG. 92, the outer casing of the
特定の例では、センサA、B、及びCは、図94に示されるように、例えば、センサAがセンサBに近接して配設され、センサCがセンサBに近接して配設されるように配置することができる。特定の例では、図92に示されるように、例えば、センサAは、第1の位置でエンドエフェクタ300によって捕捉される組織の組織厚さを感知することができ、センサBは、第1の位置よりも遠位側にある第2の位置でエンドエフェクタ300によって捕捉される組織の組織厚さを感知することができ、センサCは、第2の位置よりも遠位側にある第3の位置でエンドエフェクタ300によって捕捉される組織の組織厚さを感知することができる。本明細書に記載するセンサは、本開示と関連して用いることができるセンサのタイプの例として意図されることが、読者には理解されるであろう。他の好適なセンサ及び感知装置を、本開示によって用いることができる。
In a particular example, sensors A, B, and C are arranged, for example, with sensor A in close proximity to sensor B and sensor C in close proximity to sensor B, as shown in FIG. Can be arranged as follows. In a particular example, as shown in FIG. 92, for example, sensor A can sense the tissue thickness of the tissue captured by the
特定の例では、外科用器具4400は、多くの点で共通コントローラ4410に類似し得る、コントローラ4450を含んでもよい。例えば、コントローラ4450は、共通コントローラ4410のように、コントローラ4420、プロセッサ4422、及び/又はメモリ4424を備えてもよい。特定の例では、電源4428は、例えばコントローラ4450に電力を供給することができる。特定の例では、外科用器具4400は、外科用器具4400の動作と関連する様々な機能を行うように起動することができる、例えば、センサA、B、及びCなどの複数のセンサを含んでもよい。特定の例では、例えば、センサA、B、及びCのうち1つを、他のセンサが停止したままの状態で、個々に又は別個に起動して1つ又は2つ以上の機能を行わせることができる。特定の例では、例えばセンサA、B、及びCなど、外科用器具4400の複数のセンサはコントローラ4450を共有してもよい。特定の例では、一度にセンサA、B、及びCの1つのみをコントローラ4450に結合することができる。特定の例では、外科用器具4400の複数のセンサを、例えば、コントローラ4450に個々にかつ別個に結合可能であることができる。少なくとも1つの例では、コントローラ4450は、センサA、センサB、及び/又はセンサCとの動作可能な係合の間で選択的に切り換えることができる。
In certain examples, the
特定の例では、図92に示されるように、例えば、コントローラ4450をハンドル組立体14内に配設することができ、例えば、コントローラ4450を共有するセンサをエンドエフェクタ300(図1、14)内に配設することができる。コントローラ4450、及び/又はコントローラ4450を共有するセンサは、上記に特定した位置に限定されないことが、読者には理解されるであろう。特定の例では、コントローラ4450、及びコントローラ4450を共有するセンサは、例えば、エンドエフェクタ300内に配設することができる。コントローラ4450、及び/又はコントローラ4450を共有するセンサの位置に関する他の配置が、本開示によって想起される。
In a particular example, as shown in FIG. 92, for example, the
特定の例では、図92に示されるように、インターフェース4452を用いて、コントローラ4450に対する外科用器具4400のセンサの結合及び/又は切り離しを管理することができる。特定の例では、インターフェース4452を、複数の位置及び/又は状態の間で選択的に遷移させることができる。第1の位置及び/又は状態では、インターフェース4452は、例えばコントローラ4450をセンサAに結合してもよく、第2の位置及び/又は状態では、インターフェース4452は、例えばコントローラ4450をセンサBに結合してもよく、第3の位置及び/又は状態では、インターフェース4452は、例えばコントローラ4450をセンサCに結合してもよい。インターフェース4452の追加の位置及び/又は状態が、本開示によって想起される。
In a particular example,
特定の例では、インターフェース4452は、例えば、第1の位置、第2の位置、及び/又は第3の位置の間で移動可能であり、コントローラ4450は、第1の位置では第1のセンサに、第2の位置では第2のセンサに、また第3の位置では第3のセンサに結合されている。特定の例では、インターフェース4452が第1の位置から移動されると、コントローラ4450は第1のセンサから切り離され、インターフェース4452が第2の位置から移動されると、コントローラ4450は第2のセンサから切り離され、インターフェース4452が第3の位置から移動されると、コントローラ4450は第3のセンサから切り離される。特定の例では、スイッチ又はトリガは、インターフェース4452を複数の位置及び/又は状態の間で遷移させるように構成することができる。特定の例では、トリガは、エンドエフェクタを有効にするのと同時に、コントローラ4450を、例えば、コントローラ4450を共有するセンサのうち1つとの動作可能な係合から、コントローラ4450を共有するセンサのうち別の1つとの動作可能な係合へと遷移させるように、移動可能であることができる。
In a particular example, the
少なくとも1つの例では、図92に示されるように、閉鎖トリガ32は、インターフェース4452に動作可能に結合することができ、複数の位置及び/又は状態の間でインターフェース4452を遷移させるように構成することができる。図92に示されるように、閉鎖トリガ32は、例えば閉鎖ストロークの間、インターフェース4452を、例えばコントローラ4450がセンサAに電気的に結合された第1の位置及び/又は状態、例えばコントローラ4450がセンサBに電気的に結合された第2の位置及び/又は状態、並びに/あるいは例えばコントローラ4450がセンサCに電気的に結合された第3の位置及び/又は状態の間で遷移させるように、複数の位置の間で移動可能であることができる。
In at least one example, as shown in FIG. 92, the
特定の例では、ユーザが閉鎖トリガ32を作動させてエンドエフェクタ300によって組織を捕捉してもよい。閉鎖トリガの作動によって、インターフェース4452を遷移又はシフトさせて、コントローラ4450を、例えばセンサAとの動作可能な係合から、例えばセンサBとの動作可能な係合へ、かつ/又は例えばセンサBとの動作可能な係合から、例えばセンサCとの動作可能な係合へと遷移させてもよい。
In certain examples, the user may activate the
特定の例では、コントローラ4450は、閉鎖トリガ32が第1の作動位置にある状態で、センサAに結合されてもよい。閉鎖トリガ32が第1の作動位置を越え、第2の作動位置に向けて作動されると、コントローラ4450は、センサAから切り離され得る。代替的に、コントローラ4450は、閉鎖トリガ32が非作動位置にある間に、センサAに結合され得る。閉鎖トリガ32が非作動位置を越え、第2の作動位置に向けて作動されると、コントローラ4450は、センサAから切り離され得る。特定の例では、コントローラ4450は、閉鎖トリガ32が第2の作動位置にある間に、センサBに結合され得る。閉鎖トリガ32が第2の作動位置を越え、第3の作動位置に向けて作動されると、コントローラ4450は、センサBから切り離され得る。特定の例では、コントローラ4450は、閉鎖トリガ32が第3の作動位置にある間に、センサCに結合され得る。
In a particular example, the
特定の例では、図92に示されるように、コントローラ4450は、インターフェース4452と結合係合するように適合された、複数の電気的及び/又は機械的接点4451を含んでもよい。コントローラ4450を共有する外科用器具4400の複数のセンサはそれぞれ、例えば、インターフェース4452と結合係合するように適合された、1つ又は2つ以上の対応する電気的及び/又は機械的接点4453を備えてもよい。
In a particular example, as shown in FIG. 92, the
特定の例では、プロセッサ4422は、センサがインターフェース4452に結合されている間、コントローラ4450を共有する複数のセンサからの入力を受信してもよい。例えば、プロセッサ4422は、センサAがコントローラ4450に結合されている間、センサAからの入力を受信してもよく、プロセッサ4422は、センサBがコントローラ4450に結合されている間、センサBからの入力を受信してもよく、プロセッサ4422は、センサCがコントローラ4450に結合されている間、センサCからの入力を受信してもよい。特定の例では、入力は、例えば、エンドエフェクタ300(図1、15)によって捕捉された組織の組織厚さの測定値など、測定値であることができる。特定の例では、プロセッサ4422は、センサA、B、及びCの1つ又は2つ以上からの入力をメモリ4424に格納してもよい。特定の例では、プロセッサ4422は、例えば、センサA、B、及びCによって提供される入力に基づいて、様々な計算を行ってもよい。
In a particular example,
図93A及び93Bは、2つの発光ダイオード5310(LED)を更に備えるステープルカートリッジ5306を備える、エンドエフェクタ5300の一態様を示している。図93Aは、カートリッジデッキ5308のどちらかの側に位置する1つのLED5310を備えるエンドエフェクタ5300を示している。図91Bは、1つのLED5310がカートリッジデッキ5308のどちらかの側に位置する、アンビル5302が開位置にあるエンドエフェクタ5300の3/4角度図を示している。エンドエフェクタ5300は、上述したエンドエフェクタ300(図1、15)に類似している。エンドエフェクタは、顎部材又は細長いチャネル5304に枢動可能に結合されている、アンビル5302を備える。細長いチャネル5304は、ステープルカートリッジ5306を中に受容するように構成されている。ステープルカートリッジ5306は、複数のステープル(図示せず)を備える。外科的動作の間、複数のステープルがステープルカートリッジ5306から配備可能である。ステープルカートリッジ5306は、ステープルカートリッジ5306の上面、又はカートリッジデッキ5308上に装着される、2つのLED5310を更に備える。LED5310は、アンビル5302が閉位置にあるときに目に見えるように装着される。更に、LED5310は、LED5310の直視を妨げることがある組織を通して見えるように、十分に明るいものであることができる。それに加えて、少なくとも1つのLED5310がエンドエフェクタ5300のどちらかの側から見えるように、1つのLED5310をステープルカートリッジ5306どちらかの側に装着することができる。LED5310は、例示されるように、ステープルカートリッジ530の近位端付近に装着することができ、又はステープルカートリッジ5306の遠位端に装着されてもよい。
FIGS. 93A and 93B show an aspect of the
LED5310は、例えばコントローラ1500(図19)など、プロセッサ又はコントローラと連通していてもよい。コントローラ1500は、カートリッジデッキ5308に対してアンビル5302によって圧縮された組織の特性を検出するように構成することができる。エンドエフェクタ5300によって囲まれた組織は、組織内の流体が組織の層から浸出するにつれて高さを変化させることがある。組織が十分に安定化される前にステープル留めすることは、ステープルの有効性に影響を及ぼすことがある。組織安定化は、一般的に変化率として伝わり、その変化率は、エンドエフェクタによって囲まれた組織がどの程度急速に高さを変化させているかを示す。
The
器具の操作者の視野内でステープルカートリッジ5306に装着されるLED5310は、囲まれた組織が安定化する速度、及び/又は組織が安定状態に達しているか否かを示すために使用することができる。LED5310は、例えば、組織の安定化速度に直接相関する速度で点滅するように構成することができ、つまり、最初は高速で点滅し、組織が安定化するにしたがって点滅が低速になり、組織が安定していると定常のままであることができる。代替的に、LED5310は、最初は低速で点滅し、組織が安定化するにしたがって点滅がより高速になり、組織が安定していると消灯することができる。
The
ステープルカートリッジ5306上に装着されたLED5310は、それに加えて又は任意に、他の情報を示すために使用することができる。他の情報の例としては、エンドエフェクタ5300が十分な量の組織を囲んでいるか否か、ステープルカートリッジ5306が囲まれた組織に対して適正であるか否か、ステープルカートリッジ5306に対して適正であるよりも多量の組織が囲まれているか否か、ステープルカートリッジ5306が外科用器具と適合していないか否か、又は器具の操作者にとって有用であろう他の任意のインジケータが挙げられるが、それらに限定されない。LED5310は、特定の速度で点滅するか、特定の瞬間に点灯又は消灯するか、あるいは異なる情報に対して異なる色で光ることによって、情報を示すことができる。代替的に、又はそれに加えて、LED5310は動作領域を照明するために使用することができる。いくつかの態様では、LED5310は、紫外光又は赤外光を放出して、通常光の下では見えない情報を照明するように選択することができ、その情報は、エンドエフェクタ5300内に位置付けられたステープルカートリッジ上又は組織コンペンセータ(図示せず)上に印刷される。代替的に、又はそれに加えて、ステープルを蛍光染料で覆うことができ、LED5310の波長は、LED5310によって蛍光染料が光るように選択される。ステープルをLED5310で照明することによって、器具の操作者がステープルを駆動させた後にそれらを見ることが可能になる。
The
図94A及び94Bは、複数のLED5360を更に備えるステープルカートリッジ5356を備える、エンドエフェクタ5300の一態様を示している。図92Aは、アンビル5302が閉位置にあるエンドエフェクタ5300の横角度図を示している。例示される態様は、例として、カートリッジデッキ5358のどちらかの側に位置する複数のLED5360を備える。図92Bは、複数のLED5360がカートリッジデッキ5358のどちらかの側に位置する、アンビル5302が開位置にあるエンドエフェクタ5300の3/4角度図を示している。ステープルカートリッジ5356は、ステープルカートリッジ5356のカートリッジデッキ5358上に装着された複数のLED5360を備える。LED5360は、アンビル5302が閉位置にあるときに目に見えるように装着される。更に、LED5360は、LED5360の直視を妨げることがある組織を通して見えるように、十分に明るいものであることができる。それに加えて、エンドエフェクタ5300のどちらの側からも同じ数のLED5360が見えるように、同じ数のLED5360をステープルカートリッジ5356のどちらの側にも装着することができる。LED5360は、例示されるように、ステープルカートリッジ5356の近位端付近に装着することができ、又はステープルカートリッジ5356の遠位端に装着されてもよい。
FIGS. 94A and 94B show one aspect of the
LED5360は、例えば図15のコントローラ1500など、プロセッサ又はコントローラと連通していてもよい。コントローラ1500は、上述したような組織の安定化速度など、カートリッジデッキ5358に対してアンビル5302によって圧縮された組織の特性を検出するように構成することができる。LED5360は、囲まれた組織が安定化する速度、及び/又は組織が安定状態に達しているか否かを示すために使用することができる。LED5360は、例えば、囲まれた組織が安定化する速度で後続のLED5360がそれぞれ光ることにより、ステープルカートリッジ5356の近位端で始まって順番に光るように構成することができ、組織が安定していると、全てのLED5360を光らせることができる。代替的に、LED5360は、ステープルカートリッジ5356の遠位端で始まって順番に光ることができる。更に別の代替例では、LED5360は、LED5360の近位端又は遠位端のどちらかから始まる順番で、連続して繰り返し光る。LED5360が光る速度及び/又は繰り返しの速度は、囲まれた組織が安定化する速度を示すことができる。これらは、LED5360が組織に関する情報をどのように示すことができるかの単なる例であり、LED5360が光る順番、それらが光る速度、及び/又はそれらのオン若しくはオフ状態の他の組み合わせが可能であることが理解される。また、LED5360を使用して、他の何らかの情報を外科用器具の操作者に通信するか、又は上述したように、作業領域を照らすことができることが理解される。
The LED5360 may communicate with a processor or controller, such as the
図95A及び95Bは、複数のLED5410を更に備えるステープルカートリッジ5406を備える、エンドエフェクタ5300の一態様を示している。図93Aは、アンビル5302が閉位置にあるエンドエフェクタ5300の横角度図を示している。例示される態様は、例として、ステープルカートリッジ5406の近位端から遠位端まで、カートリッジデッキ5408のどちらかの側にある複数のLED5410を備える。図93Bは、アンビル5302が開位置にあり、複数のLED5410がステープルカートリッジ5406の近位端から遠位端までカートリッジデッキ5408のどちらかの側に位置していることを示す、エンドエフェクタ5300の3/4角度図を示している。ステープルカートリッジ5406は、ステープルカートリッジ5406のカートリッジデッキ5408上に装着された複数のLED5410を備え、LED5410は、ステープルカートリッジ5406の近位端から遠位端まで連続して配置されている。LED5410は、アンビル5302が閉位置にあるときに目に見えるように装着される。エンドエフェクタ5300のどちらの側からも同じ数のLED5410が見えるように、同じ数のLED5410をステープルカートリッジ5406のどちらの側にも装着することができる。
FIGS. 95A and 95B show one aspect of the
LED5410は、例えば図15のコントローラ1500など、プロセッサ又はコントローラと連通することができる。コントローラ1500は、上述したような組織の安定化速度など、カートリッジデッキ5408に対してアンビル5302によって圧縮された組織の特性を検出するように構成することができる。LED5410は、組織の安定化速度及び/又は組織が安定していることを示すように、所望に応じて順番に又はまとめてオン若しくはオフされるように構成することができる。LED5410は更に、他の何らかの情報を外科用器具の操作者に通信するか、又は上述したように、作業領域を照らすように構成することができる。それに加えて、又は代替的に、LED5410は、エンドエフェクタ5300のどの領域が安定した組織を含むか、及び/又はエンドエフェクタ5300のどの領域が組織を囲んでいるか、及び/又はそれらの領域が十分な組織を囲んでいるかを示すように構成することができる。LED5410は更に、囲まれた組織の任意の部分がステープルカートリッジ5406に対して好適でないかを示すように構成することができる。
The
主としてここで図96及び97を参照すると、電源組立体2096は、電力変調器制御機器2106を含み得、電力変調器制御機器2106は、例えば、1つ若しくは2つ以上の電界効果トランジスタ(FET)、ダーリントンアレイ、調節可能な増幅器、及び/又は任意の他の電力変調器を含み得る。交換式運転組立体2094が電源組立体2096に結合されている間、電源組立体コントローラ2100は、運転組立体コントローラ2102によって生成される信号に反応して、電池2098の電力出力を交換式運転組立体2094の電力要件に設定するように、電力変調器制御機器2106を作動し得る。
Primarily with reference to FIGS. 96 and 97 here, the
やはり図96及び97を参照すると、交換式運転組立体2094が電源組立体2096に結合されている間、電源組立体コントローラ2100は、交換式運転組立体2094の運転組立体コントローラ2102によって生成される1つ又は2つ以上の信号に対し、電源組立体2096から交換式運転組立体2094への送電を監視するように構成され得る。図96に示されているように、電源組立体コントローラ2100は、例えば、運転組立体コントローラ2102によって生成される1つ又は2つ以上の信号を検出するために、電池2098に対する電圧を監視するための電圧監視機構を使用してもよい。特定の事例では、電源組立体コントローラ2100のアナログ・デジタル変換器(ADC)によって読み取り可能にするために、電圧コンディショナを使用して電池2098の電圧のスケーリングを行うことができる。図96に示されているように、電圧コンディショナは、測定され、例えば、ADCを介して電源組立体コントローラ2100に報告され得る電池2098の電圧に比例する、基準電圧又は低電圧信号を生じさせ得る電圧回路2018を備えてもよい。
Also referring to FIGS. 96 and 97, the
他の状況下では、図97に示されているように、電源組立体2096は、例えば、運転組立体コントローラ2102によって生成される1つ又は2つ以上の信号を検出するために、交換式運転組立体2094に送信される電流を監視するための電流監視機構を備えてもよい。特定の事例では、電源組立体2096は、交換式運転組立体2094に送信される電流を監視するために使用され得る、電流センサ2110を備えてもよい。監視された電流は、例えば、ADCを介して電源組立体コントローラ2100に報告され得る。他の状況下では、電源組立体コントローラ2100は、運転組立体コントローラ2102によって生成される1つ又は2つ以上の信号を検出するために、交換式運転組立体2094に送信される電流と、電池2098に対する対応する電圧と、の両方を同時に監視するように構成され得る。読者は、電流及び/又は電圧を監視するための様々な他の機構が、運転組立体コントローラ2102によって生成される1つ又は2つ以上の信号を検出するために、電源組立体コントローラ2100によって使用され得ることを理解するであろう。全てのこのような機構が、本開示によって想到される。
Under other circumstances, as shown in FIG. 97, the
図98を参照すると、コントローラ13002は、一般に、プロセッサ13008(「マイクロプロセッサ」)と、プロセッサ13008に動作可能に結合された1つ又は2つ以上のメモリユニット13010とを備えてもよい。メモリ13010に記憶された命令コードを実行することによって、プロセッサ13008は、例えば、モータ12216、様々な駆動システム、及び/又はユーザディスプレイなど、外科用器具12200の様々な構成要素を制御してもよい。コントローラ13002は、集積型及び/若しくは個々のハードウェア要素、ソフトウェア要素、並びに/又はそれら両者の組み合わせを用いて実装され得る。集積型ハードウェア要素の例は、プロセッサ、マイクロプロセッサ、コントローラ、集積回路、特定用途向け集積回路(ASIC)、プログラマブル論理デバイス(PLD)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、論理ゲート、レジスタ、半導体素子、チップ、マイクロチップ、チップセット、コントローラ、システムオンチップ(SoC)、及び/又はシステムインパッケージ(SIP)を含んでもよい。離散的なハードウェア要素の例としては、論理ゲート、電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ、抵抗、コンデンサ、インダクタ、及び/若しくはリレーなど、回路並びに/又は回路素子が挙げられ得る。特定の例では、コントローラ13002は、例えば、1つ又は2つ以上の基板上に離散的及び集積型の回路素子又は構成要素を含むハイブリッド回路を含んでもよい。特定の例では、コントローラ13002は、図15〜図17Bに関連して記載されるように、シングルコア又はマルチコアコントローラのLM4F230H5QRであってもよい。
With reference to FIG. 98, the
様々な形態では、モータ12216は、例えば、約25,000RPMの最大回転数を有するブラシ付きDC駆動モータであってもよい。別の構成において、モータ12216としては、ブラシレスモータ、コードレスモータ、同期モータ、ステッパモータ、又は任意の他の好適な電動モータが挙げられ得る。例えば、モータ12216に電力を供給するために、例えばLiイオン電池などの電池12218(又は「電源」若しくは「パワーパック」)がハウジング12212に連結されてもよい。
In various forms, the
再び図98を参照すると、外科用器具12200は、コントローラ13002と動作可能に通信するモータコントローラ13005を有してもよい。モータコントローラ13005は、モータ12216の回転方向を制御するように構成され得る。特定の例では、モータコントローラ13005は、電池12218からモータ12216に加えられる電圧極性を判定し、かつモータ12216の回転方向を、コントローラ13002からの入力に基づいて判定するように構成されてもよい。例えば、電池12218によってモータ12216に加えられる電圧極性が、コントローラ13002からの入力に基づいてモータコントローラ13005によって逆転されるとき、モータ12216は、その回転方向を時計回りの方向から反時計回りの方向へと逆転させることができる。加えて、モータ12216は、例えば、モータ12216の回転方向に応じて遠位側又は近位側にモータ12216によって駆動され得る、関節駆動部に動作可能に結合され得る。更に、関節駆動部はエンドエフェクタ12208に動作可能に結合され得、例えば、関節駆動部が近位側へ軸方向に並進することで、例えばエンドエフェクタ12208を反時計回りの方向に関節屈曲させることができ、及び/又は、関節駆動部が遠位側へ軸方向に並進することで、例えばエンドエフェクタ12208を時計回りの方向に関節屈曲させることができる。
Referring again to FIG. 98, the surgical instrument 12200 may have a
図99に示す態様では、インターフェース3001は、複数のスイッチ3004A〜C、3084Bを備え、スイッチ3004A〜Cの各々はそれぞれ、3つの電気回路3006A〜Cのうちの1つによってコントローラ3002に結合され、スイッチ3084Bは回路3084Aによってコントローラ3002に結合されている。読者に理解されたいこととして、スイッチと回路との他の組み合わせが、インターフェース3001と共に利用され得る。
In the embodiment shown in FIG. 99, the
上記に加えて、コントローラ3002は、プロセッサ3008及び/又は1つ又は2つ以上のメモリユニット3010を備えてもよい。メモリ3010に記憶された命令コードを実行することにより、プロセッサ3008は、電動モータ1102及び/又はユーザディスプレイなど、外科用器具の様々な構成要素を制御することができる。コントローラ3002は、集積型及び/若しくは個々のハードウェア要素、ソフトウェア要素、並びに/又はそれら両者の組み合わせを用いて実装され得る。集積型ハードウェア要素の例は、プロセッサ、マイクロプロセッサ、コントローラ、集積回路、特定用途向け集積回路(ASIC)、プログラマブル論理デバイス(PLD)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、論理ゲート、レジスタ、半導体素子、チップ、マイクロチップ、チップセット、コントローラ、システムオンチップ(SoC)、及び/又はシステムインパッケージ(SIP)を含んでもよい。個々のハードウェア要素の例には、回路及び/又は回路素子(例えば、ロジックゲート、電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ、レジスタ、コンデンサ、インダクタ、リレーなど)を挙げることができる。他の態様では、コントローラ3002は、例えば1枚又は2枚以上の基板上に個々の回路素子又は部品と集積型の回路素子又は部品とを備えるハイブリッド回路を有してもよい。
In addition to the above, the
再び図99を参照すると、外科用器具1010は、コントローラ3002と動作可能に通信するモータコントローラ3005を有してもよい。モータコントローラ3005は、電動モータ1102の回転方向を制御するように構成され得る。例えば、電動モータ1102は、例えば電池1104などの電池から給電され得、コントローラ3002は、電池1104から電動モータ1102に加えられる電圧極性を、かつ電動モータ1102の回転方向を、コントローラ3002からの入力に基づいて判定するように構成されてもよい。例えば、電池1104によって電動モータ1102に加えられる電圧極性が、コントローラ3002からの入力に基づいてモータコントローラ3005によって逆転されるとき、電動モータ1102は、その回転方向を時計回りの方向から反時計回りの方向へと逆転させることができる。好適なモータコントローラの例が、本書の他の箇所で説明されており、限定するものではないがドライバ7010(図100)が挙げられる。
Referring again to FIG. 99, the surgical instrument 1010 may have a
それに加えて、本書の他の箇所に記載されるように、電動モータ1102は、関節駆動部に動作可能に結合され得る。使用の際、電動モータ1102は、電動モータ1102が回転する方向に応じて、近位関節駆動部を遠位側に又は近位側に駆動することができる。更に、近位関節駆動部はエンドエフェクタ1300に動作可能に結合され得、例えば、近位関節駆動部10030が近位側へ軸方向に並進することで、例えばエンドエフェクタ1300を反時計回りの方向に関節屈曲させることができ、及び/又は、近位関節駆動部10030が遠位側へ軸方向に並進することで、例えばエンドエフェクタ1300を時計回りの方向に関節屈曲させることができる。
In addition, as described elsewhere in this document, the
上記に加えて、再び図99を参照すると、インターフェース3001は、スイッチ3004Aをエンドエフェクタ1300の時計回りの関節屈曲用にすることができ、スイッチ3004Bをエンドエフェクタ1300の反時計回りの関節屈曲用にすることができるように構成され得る。例えば、操作者は、スイッチ3004Aを閉じることによってエンドエフェクタ1300を時計回りの方向に関節屈曲させることができ、スイッチ3004Aは、電動モータ1102を時計回りの方向に回転させるようにコントローラ3002に信号を送ることができ、それにより、結果として、近位関節駆動部10030は遠位側に前進され、エンドエフェクタ1300は時計回りの方向に関節屈曲されることになる。別の例において、操作者は、スイッチ3004Bを閉じることによってエンドエフェクタ1300を反時計回りの方向に関節屈曲させることができ、スイッチ3004Bは、例えば電動モータ1102を反時計回りの方向に回転させるようにコントローラ3002に信号を送って、近位関節駆動部10030を近位側に後退させて、反時計回りの方向にエンドエフェクタ1300を関節屈曲させることができる。
In addition to the above, with reference to FIG. 99 again, the
図100に示すように、センサ装置7002は、長手方向に移動可能な駆動部材1111の位置に対応する固有の位置信号を与える。電動モータ1102は回転式シャフト7016を有することができ、回転式シャフト7016は、長手方向に移動可能な駆動部材1111の駆動歯の組又はラックとの噛み合い係合をなして装着されるギヤ組立体7014と動作可能に連係する。図101も参照すると、以下で更に詳細に説明するように、センサ要素7026は、センサ要素7026の1回転が、長手方向に移動可能な駆動部材1111のいくぶんかの直線的な長手方向移動に対応するように、ギヤ組立体7106に動作可能に結合されてもよい。一態様において、ギヤ及びセンサの装置が、ラックピニオン装置によって直線アクチュエータに、又はスパーギヤ若しくは他の連結によって回転アクチュエータに連結され得る。多数回の旋回が必要となる回転ねじ式駆動構成を備えた態様の場合、ウォーム及びホイールなど、駆動部材とセンサとの間の高度な減速装置が用いられてもよい。
As shown in FIG. 100, the
本開示の一態様によれば、絶対位置調整システム7000のセンサ装置7002は、外科用装置と共に使用するための、より頑健な位置センサ7012を設ける。可能な各アクチュエータの位置に関する固有の位置信号又は値を与えることによって、そのような装置は、零点調整又は較正ステップの必要性を排除し、ノイズ又は電力低下の状態によって従来の回転エンコーダ構成と同様に位置検知の誤差が生じ得る場合に、設計の悪影響が生じる可能性を低減する。
According to one aspect of the present disclosure, the
一態様では、絶対位置調整システム7000のセンサ装置7002は、通常はモータのロータに取設される従来の回転エンコーダに代わるものであり、従来の回転エンコーダを位置センサ7012で置き換えており、位置センサ7012は、位置センサ7012に関連付けられたセンサ要素の1回転で、各回転位置に対する固有の位置信号を発生させる。したがって、位置センサ7012に関連付けられたセンサ要素の1回転は、長手方向に移動可能な駆動部材1111の長手方向の線形変位d1と等価である。換言すれば、d1は、長手方向に移動可能な駆動部材1111に結合されたセンサ要素が1回転した後の、長手方向に移動可能な駆動部材1111が点「a」から点「b」まで移動した長手方向の直線距離である。センサ装置7002は、ギヤ減速装置を介して連結されてもよく、このギヤ減速装置によって、位置センサ7012は、長手方向に移動可能な駆動部材1111の全ストロークに対して1回転のみすることになる。好適なギヤ比を用いると、長手方向に移動可能な駆動部材1111の全ストロークが位置センサ7012の1回転で表現され得る。
In one aspect, the
位置センサ7012の複数の回転に対する固有の位置信号を与えるために、一連のスイッチ7022a〜7022n(ここでnは1より大きい整数である)が、単独で用いられても、ギヤ減速装置と共に用いられてもよい。スイッチ7022a〜7022nの状態はコントローラ7004にフィードバックされ、コントローラ7004はロジックを適用して、長手方向に移動可能な駆動部材1111の長手方向の線形変位d1+d2+...dnに対応する固有の位置信号を判定する。
A series of switches 7022a-7022n (where n is an integer greater than 1) are used alone or with a gear reducer to provide unique position signals for multiple rotations of the position sensor 7012. You may. The states of the switches 7022a to 7022n are fed back to the
したがって、絶対位置調整システム7000は、モータが前方又は後方に経たステップの数を単純にカウントして装置アクチュエータ、駆動バー、ナイフなどの位置を推測する、従来の回転エンコーダで必要となり得るように、長手方向に移動可能な駆動部材1111をリセット(ゼロ又はホーム)位置へ後退又は前進させることなく、器具の電源投入後に長手方向に移動可能な駆動部材1111の絶対位置を与える。
Thus, the absolute
様々な態様では、センサ装置7002の位置センサ7012は例えば、とりわけ、1つ又は2つ以上の磁気センサ、電位差計などのアナログ回転センサ、アナログホール効果素子の配列を備えてもよく、アナログホール効果素子は、位置信号又は値の固有の組み合わせを出力するものである。
In various aspects, the position sensor 7012 of the
様々な態様では、コントローラ7004は、ナイフ及び関節屈曲システムの速度及び位置に対する精密制御など、様々な機能を実施するようにプログラムされてもよい。既知の物理特性を用いて、コントローラ7004は、実システムの応答をコントローラ7004のソフトウェアでシミュレートするように設計され得る。シミュレーションによる応答は、(ノイズを伴い、離散的な)測定による実システムの応答と比較されて、「観測された」応答が取得され、これが実際のフィードバックの決定に用いられる。観測された応答は、シミュレーションによる応答の滑らかで連続的な性質を、測定による応答と釣り合わせる好適な同調された値であり、これはシステムに及ぼす外部の影響を検知することができる。
In various aspects, the
様々な態様では、絶対位置調整システム7000は、以下の機能性を更に備えてもよく、及び/又は以下の機能性を実現するようにプログラムされてもよい。フィードバックコントローラは、これらに限定されないが、PID、状態フィードバック、及び適応コントローラを含む任意のフィードバックコントローラのうちの1つであってもよい。電源が、フィードバックコントローラからの信号を、システムへの物理的入力、この場合は電圧へと変換する。他の例には、限定するものではないが、パルス幅変調(PWMed)電圧、電流、及び力が挙げられる。電動モータ1102は、関節屈曲又はナイフシステムへのギヤボックス及び機械的リンクを備えたブラシ付きDCモータであってもよい。位置センサ7012で測定される位置に加えて、物理的システムの物理パラメータを測定するために、他の(単数又は複数の)センサ(7018)が設けられてもよい。それはデジタル信号である(又は、デジタルデータ取得システムに接続される)ので、その出力は有限の解像度とサンプリング周波数を有することになる。限定するものではないが、シミュレーションされた応答を測定された応答に近づける重み付き平均及び理論的制御ループなどのアルゴリズムを用いて、シミュレーションされた応答と測定された応答とを結び付けるために、比較及び結合回路が設けられてもよい。入力を知ることによって物理的システムの状態及び出力がどのようになるかを予測するために、物理的システムのシミュレーションは、質量、慣性、粘性摩擦、誘導抵抗などの特性を考慮する。一態様では、コントローラ7004は、図15〜図17Bに関連して記載されるように、シングルコア又はマルチコアコントローラのLM4F230H5QRであってもよい。
In various aspects, the absolute
一態様では、ドライバ7010は、Allegro Microsystems,Inc.から入手可能なA3941であってもよい。A3941ドライバ7010は、ブラシ付きDCモータなどの、誘導負荷に対して特別に設計された外部のNチャネルパワー金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)と共に使用するためのフルブリッジコントローラである。ドライバ7010は、固有の電荷ポンプ調整器を備え、これは、全(>10V)ゲート駆動を7Vまでの電池電圧にもたらし、A3941が5.5Vまでの低減ゲート駆動で動作することを可能にする。ブートストラップコンデンサは、NチャネルのMOSFETに必要な上記の電池供給電圧を提供するために使用されてもよい。ハイサイド駆動用の内部電荷ポンプにより、DC(100%デューティサイクル)動作が可能となる。フルブリッジは、ダイオード又は同期整流を用いて高速又は低速減衰モードで駆動され得る。低速減衰モードにおいて、電流の再循環は、ハイサイドのFETによっても、ローサイドのFETによっても可能である。電力FETは、抵抗器で調節可能なデッドタイムによって、シュートスルーから保護される。統合診断は、低電圧、温度過昇、及びパワーブリッジの異常の指標を提供し、ほとんどの短絡状態下でパワーMOSFETを保護するように構成され得る。絶対位置調整システム7000で使用するために、他のモータ駆動器が容易に代用され得る。したがって、本開示は、この文脈に限定されるべきではない。
In one aspect, the
センサ装置7002用の絶対位置調整システム7000の様々な態様を実現するための一般的なアーキテクチャについて説明したので、ここで、絶対位置調整システム7000のセンサ装置の一態様について説明するために、本開示は図101〜図103を参照する。図101に示す態様では、センサ装置7002は、位置センサ7100と、磁石7102のセンサ要素と、長手方向に移動可能な駆動部材1111(図100)の全ストローク毎に1回転する磁石ホルダ7104と、減速するためのギヤ組立体7106とを備えている。歯車組立体7106、磁石ホルダ7104、及び磁石7102を支持するために、ブラケット7116などの構造要素が設けられている。位置センサ7100は、ホール要素などの1つ又は2つ以上の磁気検出要素を備え、磁石7102に近接して定置されている。したがって、磁石7102が回転すると、位置センサ7100の磁気検出要素は、1回転にわたって磁石7102の絶対角度位置を判定する。
Since the general architecture for realizing various aspects of the absolute
様々な態様において、例えば、全磁場を測定するか磁場のベクトル成分を測定するかによって分類される磁気センサなど、任意の個数の磁気検出要素が絶対位置調整システム7000に用いられてもよい。両タイプの磁気センサを生産するために用いられる技術は、物理学及び電子工学の多数の側面を含んでいる。磁場検出に用いられる技術として、とりわけ、探りコイル、フラックスゲート、光ポンピング、核摂動、SQUID、ホール効果、異方性磁気抵抗、巨大磁気抵抗、磁気トンネル接合、巨大磁気インピーダンス、磁歪/圧電複合材、磁気ダイオード、磁気トランジスタ、光ファイバ、光磁気、及び微小電気機械システム系の磁気センサが挙げられる。
In various embodiments, any number of magnetic detectors may be used in the absolute
例示の態様では、ギヤ組立体7106は、3:1のギヤ比接続を提供する噛み合い係合の第1のギヤ7108と第2のギヤ7110とを備えている。第3の歯車7112は、シャフト7114の周りを回転する。第3の歯車は、長手方向に移動可能な駆動部材1111と噛み合い係合し、長手方向に移動可能な駆動部材1111が遠位方向Dに前進すると第1の方向に回転し、長手方向に移動可能な駆動部材1111が近位方向Pに後退すると第2の方向に回転する。また、第2の歯車7110が、シャフト7114を中心に回転し、したがって、シャフト7114を中心とする第2の歯車7110の回転は、長手方向に移動可能な駆動部材1111の長手方向の並進に対応する。したがって、遠位方向D又は近位方向Pのいずれかにおける長手方向に移動可能な駆動部材1111の1つの全ストロークは、第2のギヤ7110の3回転、及び第1のギヤ7108の1回転に対応する。磁石ホルダ7104は、第1のギヤ7108に結合されているので、磁石ホルダ7104は、長手方向に移動可能な駆動部材1111の各全ストロークについて完全に1回転する。
In an exemplary embodiment, the
図102は、一態様による、回路1106及びセンサ装置7002の各要素の相対的な整合を示す、絶対位置調整システム7000のセンサ装置7002の分解斜視図である。位置センサ7100(この図には示さない)は、アパーチャ7120を画定する位置センサホルダ7118によって支持されており、アパーチャ7120は、下方で回転する磁石7102と正確に整列する位置センサ7100を収容するのに好適なものである。固定具が、ブラケット7116に、及び回路1106に結合されており、磁石7102が磁石ホルダ7104と共に回転する間、依然として静止している。ハブ7122が、第1のギヤ7108及び磁石ホルダ7104と嵌合するように設けられている。
FIG. 102 is an exploded perspective view of the
図103は、一態様による、磁気回転式絶対位置調整システムを含んだ絶対位置調整システム7000用の位置センサ7100の一態様の模式図である。一態様では、位置センサ7100はAustria Microsystems,AGから入手可能なAS5055EQFTシングルチップ磁気回転式位置センサとして実装されてもよい。位置センサ7100は、コントローラ7004と連係して絶対位置調整システム7000を設けている。位置センサ7100は、低電圧低電力の構成要素であり、磁石7102(図99、図100)の上方に位置する位置センサ7100の領域7130に、4つのホール効果要素7128A、7128B、7128C、7128Dを有している。また、高解像度ADC7132及びスマート電力管理コントローラ7138がチップ上に設けられている。加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために、1桁毎の方法とボルダーアルゴリズム(Volder's algorithm)でも知られる、CORDIC(座標回転デジタルコンピュータの略)プロセッサ7136が設けられる。角度位置、アラームビット、及び磁場情報が、SPIインターフェース7134など標準的なシリアル通信インターフェースを介してコントローラ7004に伝送される。位置センサ7100は、12ビット又は14ビットの解像度を提供する。位置センサ7100は、小型のQFN16ピン4×4×0.85mmパッケージで提供されるAS5055チップであってもよい。
FIG. 103 is a schematic view of one aspect of the
ホール効果素子7128A、7128B、7128C、7128Dは、直接回転磁石の上方に設置されている。ホール効果は、周知の効果であり、開示を簡潔かつ明瞭にするために、本明細書では詳細に説明しない。一般に、ホール効果とは、電気導体に流れる電流と、その電流に垂直な磁場に直交して、電気導体にかかる電位差(ホール電圧)が発生することである。これは、エドウィン・ホール(Edwin Hall)によって1879年に発見された。ホール係数は、誘導電場と、電流密度に印加磁場を掛けたものとの比として定義される。その値は、電流を構成する電荷キャリアの種類、個数、及び特性に依存するので、ホール係数は、導体を作る材料の特徴を示す。AS5055位置センサ7100において、ホール効果要素7128A、7128B、7128C、7128Dは、磁石7102(図186、187)の絶対位置を磁石7102の1回転にわたって角度で示す電圧信号を発生させることが可能である。この角度値は固有の位置信号であり、CORDICプロセッサ7136によって算出され、AS5055位置センサ7100にオンボードでレジスタ又はメモリ内に格納される。1回転にわたる磁石7102の位置を示す角度値は、様々な技術で、例えば電源投入時に、又はコントローラ7004によって要求されたときに、コントローラ7004に与えられる。
The
AS5055位置センサ7100は、コントローラ7004に接続されているとき、動作するために少数の外部構成要素のみを必要とする。単一電源を使用する単純な適用には6本の導線を必要とし、電力用に2本の導線、コントローラ7004とのSPIインターフェース7134用に4本の導線7140を必要とする。割り込みをコントローラ7004に送信して、新たな有効な角度が読み込まれ得ることを知らせるために、7番目の接続が加えられてもよい。
The
電源投入時に、AS5055位置センサ7100は、1回の角度測定を含む全ての電源投入シーケンスを実施する。このサイクルの完了は、INT出力7142として示され、角度値は内部レジスタに記憶される。この出力が設定されると、AS5055位置センサ7100は、一時停止してスリープモードに移る。コントローラ7004は、SPIインターフェース7134を介してAS5055位置センサ7100から角度値を読み取ることによって、INT出力7142におけるINT要求に応答することができる。角度値がコントローラ7004によって読み取られると、INT出力7142が再びクリアされる。また、コントローラ7004によってSPIインターフェース7134で「角度読み取り」コマンドを位置センサ7100に送信すると、自動的にチップに給電され、別の角度測定が開始される。コントローラ7004が角度値の読み取りを完了すると、直ちに、INT出力7142がクリアされ、新たな結果が角度レジスタに記憶される。角度測定の完了は、再び、INT出力7142及びステータスレジスタの対応するフラグを設定することによって示される。
Upon power-on, the
AS5055位置センサ7100の測定原理に基づいて、単一の角度測定のみが、各電源投入シーケンス後のごく短い時間で(〜600μs)実施される。1つの角度の測定が完了すると、直ちに、AS5055位置センサ7100は一時停止して電源オフ状態に移る。デジタル平均化による角度値のオンチップフィルタリングは、複数回の角度測定を必要とし、その結果、電源投入時間がより長くなり、低電力用途には望ましくないので、このオンチップフィルタリングは実施されない。角度のジッターは、コントローラ7004で複数の角度サンプルを平均化することによって低減され得る。例えば、4つのサンプルを平均化すると、ジッターは6dB(50%)低減する。
Based on the measurement principle of the
上で考察したように、エンドエフェクタ1300内に捕捉された組織をステープル留め及び/又は切開するために、外科用器具システム1000のハンドル1042内に配置された電動モータ1102を利用することで、例えば発射部材1272及び1280を含めて、シャフト組立体1200の発射システムを、シャフト組立体1200のエンドエフェクタ1300に対して前進及び/又は後退させることができる。様々な状況において、発射部材1272及び1280を所望の速度で、又は所望の速度の範囲内で前進させることが望ましい場合がある。同様に、発射部材1272及び1280を所望の速度で、又は所望の速度の範囲内で後退させることが望ましい場合がある。様々な状況において、例えばハンドル1042のコントローラ7004、及び/又は任意の他の好適なコントローラが、発射部材1272及び1280の速度を制御するように構成され得る。いくつかの状況において、コントローラは例えば、電圧及び/若しくは電流など、電動モータ1102に供給される電源の様々なパラメータ、並びに/又は電動モータ1102の他の動作パラメータに基づいて、発射部材1272及び1280の速度を予測するように構成され得る。コントローラはまた、電動モータ1102に供給される電流及び/若しくは電圧の以前の値、並びに/又は、速度、加速度、及び/若しくは位置など、システムの以前の状態に基づいて、発射部材1272及び1280の現在の速度を予想するように構成され得る。更に、コントローラはまた、例えば上述した絶対位置調整センサシステムを利用して、発射部材1272及び1280の速度を感知するように構成され得る。様々な状況下で、コントローラは、発射部材1272及び1280の予想速度と、発射部材1272及び1280の感知速度とを比較して、電動モータ1102への電力を、発射部材1272及び1280の速度を増加させるために増加させ、かつ/又は発射部材1272及び1280の速度を低下させるために減少させるべきか否かを判定するように構成され得る。米国特許第8,210,411号、発明の名称「MOTOR−DRIVEN SURGICAL CUTTING INSTRUMENT」の全ての開示内容が参照によって本明細書に組み込まれる。米国特許第7,845,537号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT HAVING RECORDING CAPABILITIES」の全ての開示内容が参照によって本明細書に組み込まれる。
As discussed above, by utilizing an
ここで図104及び図105を参照すると、本明細書で開示する器具の物理的性質を用いて、例えばコントローラ7004などのコントローラが、器具の実際のシステムの応答をコントローラのソフトウェアでシミュレートするように設計され得る。シミュレーションによる応答は、(ノイズを伴い離散的な)測定された実際のシステムの応答と比較されて、「観測された」応答が取得され、これが実際のフィードバックの決定に用いられる。観測された応答は、シミュレーションによる応答の滑らかで連続的な性質を、測定による応答と釣り合わせる好適な同調された値であり、これは、システムに及ぼす外部の影響を検知することができる。図104及び図105に関連して、シャフト組立体1200のエンドエフェクタ1300の発射要素又は切断要素が、目標の速さ若しくは速度又はその近傍で移動させられ得る。図102及び図103に開示するシステムは、切断要素を目標の速さで移動させるために利用され得る。システムは、フィードバックコントローラ4200を有することができ、フィードバックコントローラ4200は、限定するものではないが、例えば、PID、状態フィードバック、LQR、及び/又は適応コントローラを含む任意のフィードバックコントローラのうちのいずれかであってもよい。システムは、電源を更に有することができる。電源は、例えば、フィードバックコントローラ4200からの信号を、システムへの物理的入力、この場合は電圧に変換する。他の例としては、例えば、パルス幅変調(PWM)電圧、周波数変調電圧、電流、トルク、及び/又は力が挙げられるが、限定されない。
With reference to FIGS. 104 and 105, the physical properties of the appliance disclosed herein are used so that a controller, such as the
引き続き図104及び図105を参照すると、これらにおいて参照される物理的システムは、発射部材又は切断部材を駆動するように構成されている器具の実際の駆動システムである。一例が、関節及び/又はナイフシステムへの歯車箱及び機械的リンクを備えたブラシ付きDCモータである。別の例が、本明細書で開示される電動モータ1102であり、このモータ1102は、交換式シャフト組立体の、例えば発射部材10060及び関節ドライバ10030を操作する。図104及び図105において参照される外的影響4201は、例えば、身体を囲む組織及び物理的システムにかかる摩擦などの事物についての無制限の予測不可能な影響である。そのような外的影響は、抗力と称され得、例えば電動モータ1102に逆らって作用するモータ4202によって表され得る。様々な状況下で、抗力などの外的影響は、物理的システムのシミュレーションが実際の物理的システムからの偏差の主要な原因となる。図104及び図105において示され、以下で更に考察されるシステムは、発射部材又は切断部材の予想される挙動と、発射部材又は切断部材の実際の挙動との差に対処することができる。
With reference to FIGS. 104 and 105, the physical system referred to therein is the actual drive system of the appliance configured to drive the launching member or cutting member. One example is a brushed DC motor with a gearbox and mechanical link to a joint and / or knife system. Another example is the
図104及び図105を引き続き参照すると、それらにおいて参照される個々のセンサは、実際の物理的システムの物理的パラメータを測定する。そのような個々のセンサの一態様が、絶対位置調整センサと、磁石7102など本明細書において説明されるシステムとを有することができる。そのような個々のセンサの出力はデジタル信号である(又は、デジタルデータ取得システムに接続され得る)ので、その出力は有限の解像度及びサンプリング周波数を有する。個々のセンサの出力は、例えばコントローラ7004などのコントローラに供給され得る。様々な状況において、コントローラは、シミュレートされた、又は推定された応答を、測定された応答と組み合わせることができる。特定の状況において、観測された応答をノイズが多く利用できないものにすることなく、外的影響が考慮されるようにするため、測定された応答を十分に利用することが有用となることがある。そのように行うアルゴリズムの例として、例えば、シミュレーションによる応答を測定による応答に近似する重み付き平均及び/又は理論的制御ループが挙げられる。最終的に、上記に加えて、例えば、入力を知ることによって物理的システムの状態及び出力がどのようになるかを予測するために、物理的システムのシミュレーションでは、質量、慣性、粘性摩擦、及び/又は誘導抵抗などの特性が考慮される。図103は、実際のシステムを動作させるために供給される電流の評価及び測定の追加を示しており、この電流は、例えば、シャフト組立体1200の切断部材又は発射部材の速度を制御するために評価され得る更に別のパラメータである。特定の状況において、電圧を測定することに加えて、又はそれに代えて電流を測定することによって、物理的システムをより正確なものにすることができる。それでもなお、本明細書において開示される構想は、他の物理的システムについての他の状態パラメータの測定に拡張され得る。
With reference to FIGS. 104 and 105, the individual sensors referenced in them measure the physical parameters of the actual physical system. One embodiment of such an individual sensor can have an absolute position adjustment sensor and a system as described herein, such as a
外科用ステープル留め及び切断器具の様々な実施形態の例を詳細に説明する前に、それらの実施形態の例は、添付図面及び説明の中で示された部品の詳細な構造及び配列の適用及び使用に限定されないことに注意されたい。それらの実施形態の例は、他の実施形態、バリエーション、及びび変更において実装され、又は組み込まれてもよく、様々な方法で実施されてもよいし、実行されてもよい。更に、それ以外に示されていない場合、本明細書中に採用されている用語及び表現は、読者の利便性のためにそれらの実施形態の例を記述する目的で選択されており、その用語及び表現に限定する目的で選択されていない。また、以下に記載の実施形態、実施形態及び/又は実施例の表現の1つ又は2つ以上は、他の以下に記載の実施形態、実施形態及び/又は実施例の表現のうちの任意の1つ又は2つ以上と組み合わせることができることが理解されよう。 Before elaborating on examples of various embodiments of surgical staples and cutting instruments, examples of those embodiments show the application of the detailed structure and arrangement of the parts shown in the accompanying drawings and description. Note that it is not limited to use. Examples of those embodiments may be implemented or incorporated in other embodiments, variations, and modifications, and may be implemented or implemented in various ways. Further, unless otherwise indicated, the terms and expressions used herein have been selected for the convenience of the reader to describe examples of those embodiments. And not selected for the purpose of limiting to expression. In addition, one or more of the expressions of the embodiments, embodiments and / or examples described below may be any of the other expressions of the embodiments, embodiments and / or examples described below. It will be appreciated that it can be combined with one or more.
様々な実施形態の例が、モータ駆動式外科用ステープル留め及び切断具を有するエンドエフェクタを備えた外科用器具に関する。例えば、モータは、エンドエフェクタの長手方向軸に沿って遠位側及び近位側に発射部材を駆動することができる。また、エンドエフェクタは、枢動可能なアンビル、及び使用するために構成される際にアンビルに対向して位置付けられるステープルカートリッジを備えることができる。臨床医は、本明細書に記載されているように、アンビルとステープルカートリッジとの間に組織を把持することができる。器具を使用状態にする際に、臨床医は、例えば器具のトリガを押下することにより発射信号を与えることができる。発射信号に応答して、モータは、近位側ストローク開始位置からストローク開始位置の遠位側のストローク終了位置まで、発射部材をエンドエフェクタの長手方向軸に沿って遠位側に駆動することができる。発射部材が遠位方向に並進すると、発射部材の遠位部分に位置付けられたナイフが、ステープルカートリッジとアンビルとの間の組織を切断することができる。また、発射部材は、ステープルカートリッジ内に位置付けられたウエッジスレッドに接触してもよい。発射部材は、エンドエフェクタの長手方向軸に沿って遠位側にウエッジスレッドを押圧してもよい。ウエッジスレッドが遠位側に並進すると、そのウエッジスレッドは、ステープルカートリッジから組織を通ってアンビルの中にステープルを駆動することができ、ステープルを成形することができる。 Examples of various embodiments relate to surgical instruments with end effectors with motor driven surgical staple closures and cutting tools. For example, the motor can drive the launching member distally and proximally along the longitudinal axis of the end effector. The end effector can also include a pivotable anvil and a staple cartridge that is positioned opposite the anvil when configured for use. The clinician can grip the tissue between the anvil and the staple cartridge as described herein. When putting the device into use, the clinician can give a firing signal, for example by pressing the trigger on the device. In response to the launch signal, the motor may drive the launch member distally along the longitudinal axis of the end effector from the proximal stroke start position to the distal stroke end position of the stroke start position. can. As the launching member translates distally, a knife located in the distal portion of the launching member can cut the tissue between the staple cartridge and the anvil. The launching member may also come into contact with a wedge thread located within the staple cartridge. The launching member may press the wedge thread distally along the longitudinal axis of the end effector. When the wedge thread translates distally, the wedge thread can drive the staples from the staple cartridge through the tissue into the anvil and can form the staples.
様々な例において、外科用器具は、1つ又は2つ以上の組織状態に基づいて発射部材の遠位側並進を制御するようにプログラムされた制御回路を含むことができる。制御回路は、本明細書に記載されているように、直接又は間接的のいずれかで、厚さなどの組織状態を検知するようにプログラムされ得る。制御回路は、組織状態に基づいて発射制御プログラムを選択するようにプログラムされ得る。発射制御プログラムは、発射部材の遠位側運動を記述することができる。異なる発射制御プログラムが、異なる組織状態をより良好に処置するように選択され得る。例えば、より厚い組織が存在する場合、制御回路は、より遅い速度で、及び/又はより小さい電力を使って、発射部材を並進させるようにプログラムされ得る。より薄い組織が存在する場合、制御回路は、より速い速度で、及び/又はより大きい電力でを使って、発射部材を並進させるようにプログラムされ得る。 In various examples, surgical instruments can include control circuits programmed to control the distal translation of the launching member based on one or more tissue conditions. The control circuit can be programmed to detect tissue conditions such as thickness, either directly or indirectly, as described herein. The control circuit can be programmed to select a launch control program based on tissue conditions. The launch control program can describe the distal movement of the launch member. Different launch control programs may be selected to better treat different tissue conditions. For example, in the presence of thicker tissue, the control circuit can be programmed to translate the launching member at a slower rate and / or with less power. In the presence of thinner tissue, the control circuit can be programmed to translate the launching member at a faster rate and / or with greater power.
いくつかの例において、制御回路は、発射部材のストロークの第1の開ループ部分の場合に開ループ構成内でモータを最初に作動させることができる。制御回路は、ストロークの開ループ部分中の器具の応答に基づいて、発射制御プログラムを選択してもよい。器具の応答は、開ループ部分中の発射部材の並進距離、開ループ部分中の経過時間、開ループ部分中のモータに提供されたエネルギー、モータ駆動信号のパルス幅の総和などを含んでもよい。開ループ部の後に、制御回路が、発射部材ストロークの第2の部分に対して選択された制御プログラムを実行してもよい。例えば、ストロークの閉ループ部分中に、制御回路は、一定の速度で発射部材を並進させるような閉ループ方式で発射部材の位置を記述する並進データに基づいて、モータを変調してもよい。 In some examples, the control circuit can first actuate the motor within the open loop configuration in the case of the first open loop portion of the stroke of the launching member. The control circuit may select a launch control program based on the response of the instrument during the open loop portion of the stroke. The instrument response may include the translational distance of the launching member in the open loop portion, the elapsed time in the open loop portion, the energy provided to the motor in the open loop portion, the sum of the pulse widths of the motor drive signals, and the like. After the open loop section, the control circuit may execute the selected control program for the second portion of the launching member stroke. For example, during the closed loop portion of the stroke, the control circuit may modulate the motor based on translational data that describes the position of the launch member in a closed loop manner that translates the launch member at a constant speed.
図106は、本明細書で説明される様々な態様による外科用器具2500の斜視図を示す。外科用器具2500は、外科用器具2500が、ステープルカートリッジ2518を支持するように構成された細長いチャネル2503を含むエンドエフェクタ2502と、細長いチャネル2503に枢動可能に接続されたアンビル2516と、アンビル2516に機械的に結合された閉鎖部材と、ステープルカートリッジ2518に機械的に結合されたナイフ、閉鎖部材及び/又はナイフに機械的に結合された電気モータと、そのモータに電気的に結合されたモータコントローラと、そのモータコントローラに電気的に結合された制御回路と、を含む点で、本明細書に上述した外科用器具に類似している。また、外科用器具2500は、外科用器具2500が、閉鎖力、発射力、電動モータによって引き込まれる電流、細長いチャネルとアンビルとの間に位置付けられた組織のインピーダンス、細長いチャネルに対するアンビルの位置、ナイフの位置、又はこれらの任意の組み合わせを検知又は測定するように集合的に構成されているセンサも含む点で、本明細書に上述した外科用器具に類似している。外科用器具2500はまた、外科用器具2500が閉鎖アルゴリズム、発射アルゴリズム、モータ制御アルゴリズム、又はこれらの任意の組み合わせなどアルゴリズムも含み、これらのアルゴリズムが外科用器具2500の動作を動的に調節するように機能する点で、本明細書に上述した外科用器具に類似している。しかしながら、外科用器具2500は、外科用器具2500が、以下に記載するように、外科用器具2500に更なる制御機能を提供する、1つ又は2つ以上の追加アルゴリズム(上述したアルゴリズムに加えて)を更に含む点で、本明細書に上述した外科用器具と異なる。
FIG. 106 shows a perspective view of the
一般に、外科用器具2500は、1つ若しくは2つ以上のアルゴリズムを利用して、アンビル2516とステープルカートリッジ2518との間に位置付けられた組織をクランプする閉鎖運動を制御し、かつ/又は1つ若しくは2つ以上の発射アルゴリズムを用いてアンビル2516とステープルカートリッジ2518との間にクランプされた組織をステープル留め及び切断する発射運動を制御することができる。動作の際、所与のセンサは、所与のパラメータ(例えば、閉鎖力、発射力、及び/又はこれらの任意の組み合わせ)を感知又は測定し、感知した/測定したパラメータを示す信号を出力する。出力信号は、アナログ信号又はデジタル信号であり得る。例えば、センサによる信号出力がアナログ信号の場合、アナログ信号は、アナログ信号を示すデジタル信号を出力する、アナログ・デジタル(A/D)変換器への入力である。その結果、デジタル信号は、外科用器具2500内に存在するコントローラへの入力である。例えば、センサによる信号出力がデジタル信号の場合、A/D変換は不要であり、センサによるデジタル信号出力は、コントローラへの入力であり得る。トリガ、閾値、及び/又はイベントが生じると、コントローラは、閉鎖アルゴリズムを修正若しくは調節してもよい、又は別の閉鎖アルゴリズムを開始してもよく、したがって、閉鎖運動中の外科用器具2500の動作を自動的に変更する。同様に、トリガ、閾値、及び/又はイベントが生じると、コントローラは、発射アルゴリズムを修正若しくは調節してもよい、又は別の発射アルゴリズムを開始してもよく、したがって、発射運動中の外科用器具2500の動作を自動的に変更する。
In general, the
様々な態様によると、トリガ、閾値、又はイベントは、感知された/測定された閉鎖力によって定義される。他の態様によると、トリガ、閾値、又はイベントは、感知された/測定された閉鎖力に関連するパラメータによって定義される。同様に、様々な態様によると、トリガ、閾値、又はイベントは、感知された/測定された発射力によって定義される。他の態様によると、トリガ、閾値、又はイベントは、感知された/測定された発射力に関連するパラメータよって定義される。 According to various aspects, a trigger, threshold, or event is defined by the sensed / measured closing force. According to another aspect, the trigger, threshold, or event is defined by the parameters associated with the sensed / measured closure force. Similarly, according to various aspects, a trigger, threshold, or event is defined by the sensed / measured firing force. According to another aspect, the trigger, threshold, or event is defined by the parameters associated with the sensed / measured firing force.
図107は、発射部材ストロークを示す例示的な外科用ステープル留め及び切断器具のエンドエフェクタ2502の一例を示す。エンドエフェクタ2502は、アンビル2516、及び細長いチャネル2503内に位置付けられたステープルカートリッジ2518を有する細長いチャネル2503を備える。発射部材2520が、エンドエフェクタ2502の長手方向軸2515に沿って、遠位側(例えば、図106の右方向)及び近位側(例えば、図107の左方向)に並進可能である。エンドエフェクタ2502が多関節式でない(例えば、器具のシャフトと一直線の)場合、エンドエフェクタ2502の長手方向軸2515は、図106に示す長手方向軸2515などのシャフトの長手方向軸と一直線内にあってもよい。ナイフ2509が、発射部材2520の遠位部分に図示されている。ウエッジスレッド2513が、ステープルカートリッジ2518内に位置付けられている。発射部材2520が遠位側に並進すると、ナイフ2509が接触し、アンビル2516とステープルカートリッジ2518との間の組織を切断することができる。また、発射部材2520は、ウエッジスレッド2513と接触し、そのウエッジスレッドを遠位側に押圧し、ウエッジスレッド2513がステープル駆動部2511と接触するのを可能にする。ステープルドライバ2511は、ステープル2505内に駆動され、ステープル2505が組織を貫通し、かつアンビル2516内に画定されたポケット2507の中へ前進するのを可能し、ステープル2505を成形することができる。
FIG. 107 shows an example of an exemplary surgical staple fastening and cutting
発射部材ストロークは、エンドエフェクタ2502と整列したチャート2529によって示されている。例示的組織2526もまた、エンドエフェクタ2502と整列して、示されている。発射部材ストロークは、ストローク開始位置2527及びストローク終了位置2528を含むことができる。発射部材ストロークの間で、発射部材2520は、ストローク開始位置2527からストローク終了位置2528まで遠位側に前進してもよい。図107の例では、発射部材2520は、ストローク開始位置2527の一例である場所に示されている。発射部材ストロークチャート2529は、5つの発射部材ストローク領域2517、2519、2521、2523、2525を示す。第1の発射ストローク領域2517では、発射部材2520は、遠位側に前進し始めることができる。第1の発射ストローク領域2517では、発射部材2520は、ウエッジスレッド2513に接触し、それを遠位側に移動させ始めることができる。しかしながら、第1の領域にある間は、ナイフ2509は、組織に接触しない場合があり、ウエッジスレッド2513は、ステープルドライバ2511に接触しない場合がある。静止摩擦を乗り越えた後、第1の領域で発射部材2520を駆動する力は、実質的に一定であってもよい。
The launch member stroke is shown by
第2の発射部材ストローク領域2519では、ナイフ2509は、組織2526に接触及び切断を開始することができる。また、ウエッジスレッド2513は、ステープル2505を駆動するためのステープルドライバ2511に接触し始めることができる。発射部材2520を駆動する力は、上昇を開始することができる。図に示すように、当初遭遇した組織は、アンビル2516がステープルカートリッジ2518に対して枢動する方法のために、圧縮され、かつ/又はより薄くなり得る。第3の発射部材ストローク領域2521では、ナイフ2509は、組織2526に連続的に接触して切断することができ、ウエッジスレッド2513は、ステープルドライバ2511に繰り返し接触することができる。発射部材2520を駆動する力は、第3の領域では横這い状態となり得る。第4の発射ストローク領域2523によって、発射部材2520を駆動する力は、減少し始め得る。例えば、第4の発射領域に対応するエンドエフェクタ2502の一部にある組織は、アンビル2516の枢動点により近い組織よりもそれほど圧縮されず、切断力をそれほど必要としない。また、ナイフ2509及びウエッジスレッド2513は、第4の領域2523内にある間、組織2526の端部に到達することができる。発射部材2520が第5の領域2525に到達すると、組織2526は、完全に切断され得る。ウエッジスレッド2513は、組織の端部又はその近傍において1つ又は2つ以上のステープルドライバ2511に接触してもよい。第5の領域2525を通って発射部材2520を前進させる力は減少し、いくつかの例において、第1の領域で発射部材2520を駆動する力と類似しもよい。発射部材ストロークの終わりにおいて、発射部材2520は、ストローク終了位置2528に到達することができる。図106の発射部材ストローク領域22、2519、2521、2523、30の配置は、ほんの一例である。いくつかの例において、異なる領域が、エンドエフェクタの長手方向軸2515に沿って、例えば、アンビル2516とステープルカートリッジ2518との間の組織の配置に基づいて、異なる位置において開始することができる。
In the second launch
図108は、組織状態に基づいて発射部材の遠位側並進を制御するようにプログラムされた外科用器具2500の一例形態のブロック図を示している。この器具2500は、アンビル2516、発射部材2520、及び取り外し可能なステープルカートリッジ2518を含むことができるエンドエフェクタ2502を備える。エンドエフェクタ2502、アンビル2516、発射部材2520、及びステープルカートリッジは、本明細書、例えば図1〜図15に関して記載されているように構成され得る。制御回路2510が、本明細書に記載されているように、発射部材2520の並進を制御するようにプログラムされ得る。制御回路2510は、いくつかの例では、1つ若しくは2つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又はプロセッサ若しくは複数のプロセッサが既に記載された方法で発射部材を制御することを可能にする命令を実行するための他の好適なプロセッサを含むことができる。
FIG. 108 shows a block diagram of an example form of a
制御回路2510は、モータ設定点信号2522を生成させることができる。モータ設定点信号2522は、モータコントローラ2508に提供され得る。モータコントローラ2508は、本明細書に記載したように、モータ2504にモータ駆動信号2524を提供してモータ2504を駆動するように構成された1つ又は2つ以上の回路を含むことができる。いくつかの例では、モータ2504は、ブラシ付きDC電気モータであってもよい。例えば、モータの速度は、モータ駆動信号2524の電圧に比例してもよい。いくつかの例では、モータ2504は、ブラシレス直流(DC)電気モータであってもよく、モータ駆動信号2524は、モータ2504の1つ又は2つ以上の固定子巻線に設けられたパルス幅変調(PWM)信号を含んでもよい。また、いくつかの例において、モータコントローラ2508は、省略されてもよく、制御回路2510は、モータ駆動信号2524を直接生成してもよい。
The
モータ2504は、エネルギー源112から電力を受容することができる。エネルギー源112は、電池、スーパーコンデンサ、又は任意の他の好適なエネルギー源112であってもよく、又は含んでもよい。モータ2504は、変速機106を介して発射部材2520に機械的に連結され得る。変速機106は、モータ2504を発射部材2520に連結するための1つ又は2つ以上の歯車又は他の連結部品を含むことができる。位置センサ2514は、発射部材2520の位置を検知することができる。位置センサ2514は、発射部材2520の位置を示す位置データを生成することができる任意のタイプのセンサであってもよく、又は含んでもよい。いくつかの例では、位置センサ2514は、図16A、16Bに関連して上述したエンコーダ2040a、2040bと同様のエンコーダを含むことができる。他の例の位置センサを参照したか?エンコーダは、発射部材2520が遠位側及び近位側に並進すると、一連のパルスを制御回路2510に提供することができる。制御回路2510は、発射部材2520の位置を判定するためにパルスを追跡することができる。任意の好適な位置センサを使用することができるが、ただし、例えば、近接センサなどを含むことができる。他のタイプの位置センサは、発射部材2520の運動を示す他の信号を提供することができる。また、いくつかの例では、位置センサ2514を省略してもよい。例えば、モータ2504がステッパモータである実施形態では、制御回路2510は、モータ2504が実行するように命令されたステップの数及び方向を集約することによって、発射部材2520の位置を追跡することができる。位置センサ2514は、エンドエフェクタ2502内に、又は器具の他の任意の部分に配置され得る。
図109は、外科用器具2500(例えば、制御回路2510)によって実行され得るプロセスフロー2530の一例を示すフローチャートを示し、組織状態に応じた発射部材ストロークを実施する。2531において、制御回路2510は、発射信号を受信することができる。発射信号は、トリガ2526(図106)、又は他の好適な作動装置から受信され得る。例えば、臨床医は、エンドエフェクタ2502を載置し、アンビル2516とステープルカートリッジ2518との間に組織をクランプした後、トリガ2526を作動させて発射部材ストロークを開始することができる。トリガ2526は、作動時に発射信号を制御回路2510に提供するように構成されてもよい。
FIG. 109 shows a flow chart showing an example of a
2532において、制御回路2510は、発射信号に応答して初期モータ設定を提供することができる。例えば、初期モータ設定は、モータコントローラ2508に提供されるモータ設定点2522であってもよい。モータコントローラ2508は、初期モータ設定点2522をPWM信号、電圧信号、又は他の好適なモータ駆動信号に変換してモータ2504を駆動することができる。いくつかの例において、(例えば、制御回路2510がモータ駆動信号2524を直接生成する場合)、初期モータ設定は、モータ2504に直接設けられたモータ駆動信号2524であってもよい。初期モータ設定は、特定のモータ速度、電力、又は他の好適な変数に対応してもよい。モータ2504がブラシ付きDCモータであるいくつかの例では、初期モータ設定は、定電圧の信号とすることができる。モータがブラシレスDCモータであるいくつかの例では、初期モータ設定は、一定の位相、デューティサイクルなどを有する1つの信号、又は1組の信号とすることができる。初期モータ設定が設けられた後、器具2500は、開ループ構成で動作することができる。例えば、モータ駆動信号2524は、ほぼ一定に保持されてもよい。結果として、モータ速度などのモータ2504の実際の特性が、組織状態(例えば、組織の厚さ、組織の靭性など)を含む要因に基づいて変動してもよい。例えば、より厚い又はより靱性のある組織が、アンビル2516とステープルカートリッジ2518との間に存在する場合、組織は、より多くの機械的抵抗をナイフ及び/又はステープルに与え、それらは、モータ設定が実質的に一定に保持されるとき、発射部材2520の速度を遅くする傾向を示し得る。
At 2532, the
制御回路2510は、発射部材ストロークの開ループ部のための初期モータ設定を維持するようにプログラムされてもよい。図109の例では、開ループ部分は、初期時間帯であってもよく、これはまた、開ループ時間帯と称され得る。初期時間帯は、任意の好適な長さ、例えば、100ミリ秒とすることができる。2534において、制御回路2510は、初期時間帯が経過したか否かを判定することができる。判定できない場合は、制御回路2510は、初期モータ設定を継続して提供することができる。初期時間帯が経過した場合、制御回路は、2536において発射部材移動データを受信することができる。発射部材移動データは、焼成部材2520の位置及び/又は移動を記述する情報を(例えば、位置センサ2514から)含むことができる。いくつかの例において、発射部材移動データを受信することが、プロセスフロー2530内に明確なボックスとして表示されているが、制御回路2510は、発射部材2520が運動している間中、発射部材移動データを受信することができる。例えば、位置センサ2514がエンコーダである場合、制御回路2510は、発射部材2520が飛び飛びの運動を表す各パルス信号に合わせて移動している間中、そのエンコーダからパルス信号を受信することができる。また、モータ2504がステッパモータである例においては、制御回路2510は、制御回路2510がモータ2504に実行するように命令するステップの合計数に基づいて、発射部材移動データを導出することができる。
The
発射部材移動データは、発射部材2520が初期時間帯中に移動した距離を表示することができ、異なった種類の組織は異なったレベルの抵抗を示すであろうという理由から、その距離は、アンビル2516とステープルカートリッジ2518との間に存在する組織の厚さ及び/又は靭性などの組織状態を反映し得る。例えば、より厚い又はより靱性のある組織は、ナイフ及びステープルに対してより多くの機械的抵抗を与え得る。より多くの機械的抵抗により、初期モータ設定が実質的に一定に保持されている間、モータ2504がよりゆっくり走行するのを可能にすることができる。同様に、より薄い又はより弱い組織は、ナイフ及びステープルに対してより小さい機械的抵抗を与えることができる。これにより、初期モータ設定が実質的に一定に保持されている間、モータがより速く走り、より長い距離を横断するのを可能にすることができる。
The launch member movement data can display the distance traveled by the
2538において、制御回路2510は、例えば、発射部材移動データに基づいて発射制御プログラムを選択することができる。いくつかの例において、発射制御プログラムは、残存発射部材ストローク中における発射部材2520の移動ための目標値とすることができる。例えば、発射制御プログラムは、発射部材2520を一定速度で駆動することを含んでもよい。一定速度は、初期時間帯中の発射部材の移動に基づいて選択されてもよい。いくつかの例では、発射制御プログラムは、発射部材2520を一定の電力で駆動することを含むことができる。2540において、制御回路2510は、2540で選択された発射制御プログラムを実行することができる。例えば、制御回路2510は、位置センサ2514により示された発射部材2520の位置を監視し、モータ設定点2522及び/又はモータ駆動信号2524を変調して一定速度を維持することによって、一定速度を有する発射部材2520を駆動することができる。同様に、制御回路2510は、モータ2504により引き込まれる電圧及び/又は電流を監視し、モータ設定点2522及び/又はモータ駆動信号2524を変調して一定の電力引き込みを維持することによって、一定の電力で発射部材2520を駆動することができる。
At 2538, the
図110は、外科用器具2500(例えば、制御回路2510)により実行され得るプロセスフロー2544の別の例を示すフローチャートを示し、組織の状態に応じた発射部材ストロークを実施する。2546において、制御回路2510は、発射信号を受信することができる。これに応じて、制御回路2510は、2548において初期モータ設定を提供することができる。発射部材移動データは、150において受信され得る。図110の例では、発射部材2520が初期距離を横断するまで、発射部材ストロークの開ループ部分が継続し得る。したがって、制御回路2510は、発射部材が初期距離を横断するまで、初期モータ設定を維持するようにプログラムされ得る。初期距離は、例えば、発射ストローク開始位置と発射ストローク終了位置との間の総合距離の所定の部分(例えば、1/6、1/4、1/3など)とすることができる。2552において、制御回路2510は、受信した発射部材移動データから発射部材2520が初期距離を横断したか否かを判定することができる。判定できない場合、制御回路2510は、2548において初期モータ設定を提供し続け、2550において追加の発射部材移動データを受信し続けることができる。
FIG. 110 shows a flow chart showing another example of a
発射部材が初期距離を横断したことを、制御回路2510が、2552において判定する場合、進行してもよい。いくつかの例において、制御回路2510は、初期距離が横断されている間、走行時計又はタイマーを維持することができる。制御回路2510が、発射部材が初期距離を横断したことを判定すると、タイマーを停止することができる。2554において、制御回路2510は、任意に、初期距離にわたる発射部材速度を判定することができる。制御回路2510は、その距離を横断するのに必要な時間で割り算した初期距離を取得することにより発射部材速度を求めることができる。2556において、制御回路2510は、例えば、初期距離の横断中の速度及び/又は経過時間に基づいて、発射制御プログラムを選択することができる。制御回路2510は、2558において、選択された発射制御プログラムを実行することができる。
If the
図111は、図109のプロセスフロー2530に従って実行される2つの例の発射部材ストロークをプロットした図2580を示す。図2580は、2つの軸を含む。水平軸2584は、経過時間を示す。垂直軸2582は、ストローク開始位置2586とストローク終了位置2588との間における発射部材2520の位置を示す。水平軸2584上において、制御回路2510は、発射信号を受信し、L0で初期モータ設定の提供を開始することができる。図111の例では、発射部材ストロークの開ループ部分が、L0とL1との間を経過し得る初期時間帯である。
FIG. 111 shows FIG. 2580 plotting the launch member strokes of two examples performed according to the
第1の例2592は、厚い組織がアンビル2516とステープルカートリッジ2518との間に位置付けられている場合の外科用器具2500の応答を示す。発射部材ストロークの開ループ部分、例えば、L0とL1との間の初期時間帯中に、発射部材2520は、ストローク開始位置2586から位置2594まで横断することができる。制御回路2510は、位置2594が、選択された一定速度(Vスロー)で発射部材2520を前進させる発射制御プログラムに対応すると判定することができ、その一定速度は、L1の後(例えば、閉ループ部分内)の例2592の傾斜により表されている。制御回路2510は、発射部材2520の位置を監視し、モータ設定点2522及び/又はモータ駆動信号2524を変調してVスローを維持することにより、発射部材2520を速度Vスローに駆動することができる。第2の例2590は、薄い組織がアンビル2516とステープルカートリッジ2518との間に位置付けられる場合の外科用器具2500の応答を示す。
The first example 2592 shows the response of the
L0とL1との間の初期時間帯(例えば、開ループ期間)の間に、発射部材2520は、ストローク開始位置2586から位置2596まで横断することができる。制御回路は、位置2596が、選択された一定速度(V高速)で発射部材を前進させる発射制御プログラムに対応すると判定することができる。例2590の組織が例2592の組織より薄いため、発射部材2520の運動に対する抵抗は、より少なくもたらされ得る。結果として、発射部材2520は、初期時間期間中にストロークの大きな部分を横断することができる。また、いくつかの例において、より薄い組織(例えば、初期時間帯中に横断されたストローク発射部材のより大きな部分)は、初期時間帯後のより高速な発射部材速度に対応することができる。
During the initial time zone between L 0 and L 1 (eg, the open loop period), the launching
図112は、図111に示した2つの例の発射部材ストロークの場合の速度対時間をプロットした図2600を示す。図2600において、横軸は、図111と同様の時間軸2584である。しかしながら、縦軸2602は、秒当たりのインチで表した発射部材2520の速度を示す。図に示すように、両方の例2590、2592は、当初、およそL2までは同じ発射部材速度を有する。L2の後、厚い組織例2592での発射部材2520の速度は、横這い状態になり始め、これに対して、薄い組織例2590での速度は、上昇し続ける。厚い組織例2592では、制御回路2510は、初期時間帯がL1で終了した後、一定速度V低速で発射部材2520の速度を駆動する。図に示すように、速度V遅いは、L1での初期時間帯の終わりにおいて発射部材2520の速度よりも小さいが、これは、常にこの場合とすることができるとは限らない。薄い組織例2590では、制御回路2510は、初期時間帯がL1で終了した後、一定速度V高速で発射部材2520の速度を駆動する。図に示すように、速度V高速は、L1での初期時間帯の終わりにおいて発射部材2520の速度よりも大きいが、これは、常にこの場合とすることができるとは限らない。
FIG. 112 shows FIG. 2600, which plots velocity vs. time for the two examples of launcher strokes shown in FIG. 111. In FIG. 2600, the horizontal axis is the
図113は、図108の外科用器具2500の一例の実施形態のブロック図であり、任意のクーロンカウンタ2513を備え、モータ2504に供給されるエネルギーを測定する。クーロンカウンタ2513は、エネルギー源2512とモータ2504との間に位置付けられ、エネルギー源2512によってモータ2504に供給されるエネルギーを測定し得る。クーロンカウンタ2513は、モータ2504により引き込まれる電流を監視することができ、モータ2504に供給されるエネルギーを示すエネルギーデータを制御回路2510に提供することができる。クーロンカウンタ2513は、モータ2504により引き込まれる電流の合計からエネルギーデータを導出することができ、かつ/又はモータ2504により引き込まれる電流を記述するデータを制御回路2510に提供することができ、その制御回路は、引き込まれる電流を合計し、エネルギーデータを導出することができる。クーロンカウンタ2513が、図113に示されているが、任意の好適なエネルギーセンサを用いることができる。また、いくつかの例では、制御回路2510は、例えばモータ駆動信号2524から間接的にモータ2504に供給されるエネルギーを判定してもよい。
FIG. 113 is a block diagram of an embodiment of the
図114は、外科用器具2500(例えば、制御回路2510)によって実行され得るプロセスフロー2610の別の例を示すフローチャートを示し、組織状態に応じた発射部材ストロークを実施する。2611において、制御回路2510は、発射信号を受信することができる。これに応じて、制御回路2510は、2612において初期モータ設定を提供することができる。発射部材移動データは、2614において受信され得る。図113の例では、発射部材ストロークの開ループ部分は、ストロークの初期距離にしてもよい。制御回路2510は、発射部材が初期距離を横断するまで、初期モータ設定を維持するようにプログラムされてもよい。初期距離は、例えば、発射ストローク開始位置と発射ストローク終了位置との間の総合距離の所定の部分(例えば、1/6、1/4、1/3など)とすることができる。2616において、制御回路2510は、受信した発射部材移動データから発射部材2520が初期距離を横断したか否かを判定することができる。判定できない場合、制御回路2510は、2612において初期モータ設定を提供し続け、2614において追加の発射部材移動データを受信し続けることができる。
FIG. 114 shows a flow chart showing another example of
発射部材が初期距離を横断したことを、制御回路2510が、2616において判定する場合、進行してもよい。2618において、制御回路2510は、エネルギーデータを受信してもよい。エネルギーデータは、発射部材2520が初期距離を横断する間にモータ2504により引き込まれるエネルギーを記述することができる。エネルギーデータを受信することは、図114の単一ボックス2618で記述されているが、いくつかの例において、制御回路2510は、プロセスフロー2610を実行している間に、様々な回数でエネルギーデータを受信することができる。いくつかの例では、制御回路2510は、モータ2504が電流を引き込んでいる間に、クーロンカウンタ2513から連続的なエネルギーデータを受信することができる。2620において、制御回路2510は、発射制御プログラムを選択することができる。発射制御プログラムは、例えば、一定速度で発射部材2520を駆動すること、一定の電力で発射部材2520を駆動することを含むことができる。発射制御プログラムは、初期距離の横断中にモータ2504に供給されたエネルギーに基づいて選択され得る。例えば、初期距離の横断中にモータ2504に供給されたエネルギーは、厚さや靱性などの組織状態を示すことができる。より厚い又はより靱性のある組織により、モータ2504が初期距離中により多くのエネルギーを引き込む原因となり得る。より厚い又はより靱性のある組織の場合、制御回路2510は、より薄い、より靱性の少ない組織よりも、より小さい電力及び/又は速度で発射部材2520を駆動する発射制御プログラムを選択することができる。制御回路2510は、2640において、選択された発射制御プログラムを実行することができる。
If the
図115は、外科用器具2500(例えば、制御回路2510)によって実行され得るプロセスフロー2630の別の例を示すフローチャートを示し、組織状態に応じた発射部材ストロークを実施する。プロセスフロー2630では、制御回路は、初期時間帯中にモータ2504に提供されたエネルギーに基づいて発射プログラムを選択することができる。2631において、制御回路2510は、発射信号を受信することができる。図115の例では、発射部材ストロークの開ループ部分は、初期時間帯とすることができる。発射信号に応答して、制御回路2510は、2632において初期モータ設定を提供することができる。2634において、制御回路2510は、初期時間が経過したか否かを判定することができる。初期時間が経過した場合、制御回路2510は、2632において初期モータ設定を提供し続けることができる。初期時間が経過すると、制御回路2510は、2636においてエネルギーデータを受信することができる。エネルギーデータを受信することは、単一のボックス2636として示されているが、いくつかの例では、制御回路は、例えば、本明細書に記載したように、プロセスフロー2630の実行中に様々な回数でエネルギーデータを受信することができる。2638において、制御回路2510は、例えば、プロセスフロー2610と同様の受信されたエネルギーに基づいて、発射制御プログラムを選択することができる。2640において、制御回路2510は、選択された発射制御プログラムを実行することができる。
FIG. 115 shows a flow chart showing another example of
図116は、図114のプロセスフロー2610に従って実行される2つの例の発射部材ストロークをプロットした図2650を示す。図2650は、2つの軸を含む。横軸2654は、ストローク開始位置2664とストローク終了位置2668との間の発射部材2520の位置を示す。図116の例では、器具2500は、60mmのステープルカートリッジ2518を利用している。したがって、発射部材ストロークの長さを60mmにしてもよい。図116の例における初期距離2658は、10mmであるが、任意の好適な初期距離を用いてもよく、任意の好適な画分の合計発射部材ストロークを含む。縦軸2652は、エネルギー源2512によってモータ2504に提供されるエネルギーを示す。例えば、制御回路2510は、本明細書に記載したように、エネルギー源2512からモータ2504に供給されたエネルギーの値を、クーロンカウンタ2513又は他の好適なエネルギーセンサから受信することができる。
FIG. 116 shows FIG. 2650 plotting the launch member strokes of two examples performed according to the
第1の例2660は、厚い組織がアンビル2516とステープルカートリッジ2518との間に位置付けられている場合の外科用器具2500の応答を示す。第2の例2662は、薄い組織がアンビル2516とステープルカートリッジ2518との間に位置付けられる場合の外科用器具2500の応答を示す。モータ2504は、ストローク開始位置2664から位置2656までの発射部材ストロークの第1の部分に対する両方の例2660、2662の同様な電流を引き込む。位置2656の後に、薄い組織例2660は、薄い組織例2662よりも高いエネルギーを引き込み始めることができる。258における初期距離の端部までに、2つの例2660、2662により引き込まれるエネルギーの差が、明らかとなり得る。初期距離の後に、制御回路2510は、初期距離2658の間にモータ2504により引き込まれるエネルギーに基づいて、それぞれの例2660、2662に対するそれぞれの制御プログラムを実行することができる。例えば、図115の例で選択された発射制御プログラムは、モータ2504に一定の電力を供給することができる。薄い組織例2662では、制御回路2510は、モータ2504に一定の電力を供給するために、モータ設定点2522及び/又は駆動信号2524を変調することができる。厚い組織例2660では、制御回路2510は、モータ設定点2522及び/又は駆動信号2524を変調して、薄い組織例の間に供給された一定電力よりも高い第2の一定電力をモータ2504に供給することができる。これにより、より厚い組織が存在する場合、より遅い速度で発射部材2520を駆動することができる。
The first example 2660 shows the response of the
図117は、図116に示す2つの例の発射部材ストローク2660、2662の場合の速度対時間をプロットした図2670を示す。図表2670において、横軸は、位置軸2654であり、図116と同様である。縦軸2672、ただし、モータ2504により引き込まれた電力を示す。図に示すように、両方の例2660、2662は、当初、位置2656まではモータ2504に同じ電力を引き込む。2656の後、及び初期距離2658を通して、厚い組織例2660は、薄い組織例2662よりもより多くの電力を引き込む。いくつかの例では、モータ2504に供給されたエネルギーに基づいて発射制御プログラムを選択する代わりに、制御回路2510は、初期距離2658を横断する間にモータ2504により引き込まれる電力に基づいて制御プログラムを選択するようにプログラムされ得る。初期距離2658を越えると、制御回路2510は、モータ2504を一定電力で駆動する発射制御プログラムを実行するようにプログラムされ得る。例えば、薄い組織例2662は、第1の電力で駆動されてもよく、これに対して、厚い組織例2660は、第1の電力より大きい第2の電力で駆動されてもよい。より低い電力で駆動されるので、厚い組織例2660は、薄い組織例2662よりもストローク終了位置2668に到達する時間をより長く取り得る。例えば、図117において、薄い組織例2662は、発射部材ストロークを完了するのに3秒かかり、これに対して、厚い組織例2660は、発射部材ストロークを完了するのに9秒かかる。
FIG. 117 shows FIG. 2670, which plots velocity vs. time for the launching
いくつかの例では、制御回路2510は、モータ設定点2522のパルス幅、及び/又はモータ駆動信号2524を監視することによって、モータ2504によって引き込まれる電力、及び/又はモータ2504に供給されるエネルギーを判定するように構成され得る。モータ2504がブラシレスDCモータである実施形態では、例えば、モータ駆動信号のパルス幅、又は固定子巻線に供給された信号2524は、モータにより引き込まれる電力、及び/又はモータに供給されたエネルギーの指標を提供することができる。また、ブラシ付き直流モータを利用したいくつかの実施形態では、制御回路2510及び/又はモータコントローラ2508は、パルスモータ駆動信号2524を提供することができ、モータ駆動信号2524のデューティサイクル、及び/又はパルス幅が、モータ2504の電力及び/又はエネルギーを示す。
In some examples, the
図118は、外科用器具2500(例えば、制御回路2510)によって実行され得るプロセスフロー2700の別の例を示すフローチャートを示し、組織状態に応じた発射部材ストロークを実施する。302において、制御回路2510は、発射信号を受信することができ、2704において、制御回路2510は、初期モータ設定を提供することができる。初期モータ設定は、パルスモータ駆動信号2524としてモータ2504に提供され得る。例えば、制御回路2510は、モータコントローラ2508にモータ設定点2522を提供することができる。モータコントローラ2508は、パルスモータ駆動信号2524を順々に生成することができる。また、いくつかの例では、制御回路2510は、モータ2504にパルスモータ駆動信号2524を直接提供してもよい。発射部材ストロークの開ループ部分の間、制御回路2510は、モータ2504に提供されたパルスモータ駆動信号2524を変調して発射部材を選択された速度に駆動し、その速度を一定とすることができる。いくつかの例では、制御回路2510は、位置データを(例えば、位置センサ2514から)受信することができる。その位置データから、制御回路2510は、発射部材2520の実際の速度を判定することができる。実際の速度が、選択された速度と異なる場合、制御回路2510は、パルスモータ駆動信号2524を変更してモータ2504及び発射部材2520を所定の速度に向けて駆動することができる。制御回路2510は、モータコントローラ2508を介してパルスモータ駆動信号2524を直接又は間接的に制御することができる。
FIG. 118 shows a flow chart showing another example of a
2706において、制御回路は、モータ駆動信号のパルス幅データを受信することができる。パルス幅データは、パルスモータ駆動信号2524のデューティサイクル及び/又はパルス幅を記述することができる。制御回路2510がパルス駆動信号2524を直接生成する場合、その制御回路は、パルス駆動信号2524を生成するにつれてパルス幅データを記憶することができる。モータコントローラ2508がパルスモータ駆動信号2524を生成する場合、モータコントローラは、パルス幅データを制御回路2510に供給することができる。また、いくつかの例では、制御回路2510は、パルスモータ駆動信号2524のパルス幅を示す信号を生成するパルス幅センサと通信することができる。例えば、検知抵抗器は、モータ2504の1つ又は2つ以上の巻線と電気的に平行に結合され、モータ2504によって降下した電圧に相当する電圧を降下させることができる。制御回路2510は、パルスモータ駆動信号2524を受信するために、検知抵抗器の両端に降下した電圧を監視することができる。コントローラ2510は、モータ駆動信号2524が低い又はオフである時間に対する、信号2524の電圧がオン又は高い場合の時間を測定することによって、モータ駆動信号2524のパルス幅を判定することができる。いくつかの例では、コントローラは、発射部材ストロークの開ループ部分中のパルスの平均パルス幅を求めることによって、モータ駆動信号のパルス幅を判定することができる。モータ駆動信号パルス幅データを受信することは、図118の単一のボックス2606として図示されているが、いくつかの例では、制御回路2510は、プロセスフロー2700の実行中の様々な点でモータ駆動信号パルス幅データを受信することができる。
At 2706, the control circuit can receive pulse width data for the motor drive signal. The pulse width data can describe the duty cycle and / or pulse width of the pulse
2708において、制御回路2510は、発射部材ストロークの開ループ部分が経過したかどうかを判定することができる。開ループ部分は、例えば、初期時間帯(図110及び図115)、初期距離(図111及び図114)などとすることができる。発射部材ストロークの開ループ部分が経過した場合、制御回路2510は、2704において初期モータ設定を提供し続けることができる。発射部材ストロークの開ループ部分が経過した場合、制御回路は、2710において、開ループ部分の間にモータ駆動信号2524のパルス幅に基づいて発射制御プログラムを選択することができる。例えば、開ループ部分の間にモータ駆動信号2524に対するより高いパルス幅は、モータ2504が、開ループ部分の間にエネルギー源2512からより多くのエネルギーを受信したことを示すことができる。これは、アンビル2516とステープルカートリッジ2518との間に、より厚い又はより靱性のある組織があることを示し得る。したがって、制御回路2510は、より小さい一定速度及び/又は電力を提供する発射制御プログラムを選択することができる。同様に、開ループ部分の間にモータ駆動信号2524に対するより小さいパルス幅は、モータ2504が、開ループ部分の間にエネルギー源2512からより少ないエネルギーを受信したことを示し得る。これは、アンビル2516とステープルカートリッジ2518との間により薄い組織があることを示しているため、制御回路2510は、より小さい一定速度及び/又は電力を提供する発射制御プログラムを選択することができる。様々な例では、制御回路2510は、例えば、開ループ部分にわたる平均パルス幅、開ループ部分におけるパルスモータ駆動信号2524のオン時間の合計などを含む、モータ駆動信号2524パルス幅又はデューティサイクルの任意の好適な指標に基づいて、発射制御プログラムを選択することができる。
At 2708, the
上述の説明で様々な詳細が記載されてきたが、電動式外科用器具の様々な態様がこれらの特定の詳細なしで実行されてもよいことが理解されるであろう。例えば、簡潔かつ明瞭にするために、選択された態様は、詳細に示すのではなく、ブロック図で示されている。本明細書に示した詳細な説明のいくつかの部分は、コンピュータメモリに格納されたデータに対して動作する命令という点で提示され得る。そのような説明及び表現は、当業者によって、自身の仕事の内容を当該技術分野の他者に説明及び伝達するために使用されているものである。一般に、アルゴリズムとは、所望の結果につながるステップの自己無撞着シーケンスを指し、「ステップ」とは、必ずしも必要ではないが、記憶、伝達、結合、比較及び別様に操作されることが可能な電気又は磁気信号の形態を採ることができる物理量の操作を指す。これらの信号を、ビット、値、要素、記号、文字、用語、番号などで参照することが一般的な扱い方である。これらの及び類似の用語は、適切な物理量と関連付けられてもよく、また単に、これらの量に適用される好都合な標識である。 Although various details have been described in the above description, it will be appreciated that various aspects of electric surgical instruments may be performed without these particular details. For example, for brevity and clarity, the selected embodiments are shown in block diagrams rather than in detail. Some parts of the detailed description presented herein may be presented in terms of instructions that operate on data stored in computer memory. Such explanations and expressions are used by those skilled in the art to explain and convey the content of their work to others in the art. In general, an algorithm refers to a self-consistent sequence of steps that leads to a desired result, and a "step" is, but is not necessarily necessary, capable of being manipulated in memory, transmission, coupling, comparison and the like. Refers to the manipulation of physical quantities that can take the form of electrical or magnetic signals. It is common practice to refer to these signals by bits, values, elements, symbols, letters, terms, numbers, and so on. These and similar terms may be associated with appropriate physical quantities and are simply convenient labels applied to these quantities.
一般的な意味で、多様なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの任意の組み合わせによって、個々にかつ/又は集合的に実装することができる、本明細書で説明する様々な態様を、様々な種類の「電気回路」から構成されるものと見なすことができることを、当業者には理解されよう。その結果として、本明細書で使用されるとき、「電気回路」は、限定するものではないが、少なくとも1つの個々の電気回路を有する電気回路、少なくとも1つの集積回路を有する電気回路、少なくとも1つの専用集積回路を有する電気回路、コンピュータプログラムで構成された汎用コンピューティングデバイス(例えば、本明細書で説明したプロセス及び/若しくは装置を少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムで構成されている汎用コンピュータ、又は、本明細書で説明したプロセス及び/若しくは装置を少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムで構成されているプロセッサ)を形成する電気回路、メモリ装置を形成する(例えばランダムアクセスメモリを形成する)電気回路、及び/又は、通信装置(例えばモデム、通信スイッチ又は光学的−電気的設備)を形成する電気回路を含む。本明細書で述べた主題は、アナログ若しくはデジタルの形式又はそれらのいくつかの組み合わせで実現されてもよいことを、当業者には理解されよう。 In a general sense, various types of aspects described herein that can be implemented individually and / or collectively by a variety of hardware, software, firmware, or any combination thereof. Those skilled in the art will appreciate that it can be considered to consist of the "electrical circuit" of. As a result, as used herein, an "electric circuit" is, but is not limited to, an electric circuit having at least one individual electric circuit, an electric circuit having at least one integrated circuit, at least one. Electrical circuits with two dedicated integrated circuits, general purpose computing devices made up of computer programs (eg, general purpose computers made up of computer programs that at least partially execute the processes and / or devices described herein, Alternatively, an electrical circuit or memory device (eg, forming a random access memory) that forms a computer program that at least partially executes the processes and / or devices described herein). Includes circuits and / or electrical circuits that form communication devices (eg, modems, communication switches or optical-electrical equipment). Those skilled in the art will appreciate that the subjects described herein may be realized in analog or digital forms or some combination thereof.
上記の詳細な説明は、ブロック図、フローチャート及び/又は実施例を用いて装置及び/又はプロセスの様々な態様について記載してきた。そのようなブロック図、フローチャート及び/又は実施例が、1つ若しくは2つ以上の機能及び/又は動作を含む限り、当業者に理解されたいこととして、そのようなブロック図、フローチャート又は実施例に含まれる各機能及び/又は動作は、多様なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの事実上任意の組み合わせによって、個々にかつ/又は集合的に実装することができる。一態様では、本明細書に記載される主題のいくつかの部分は、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、又は他の集積型の形式で実装されてもよい。しかしながら、当業者に理解されたいこととして、その全部か一部かを問わず、本明細書で開示される態様のうちのいくつかの態様は、1台又は2台以上のコンピュータ上で稼働する1つ又は2つ以上のコンピュータプログラムとして(例えば、1台又は2台以上のコンピュータシステム上で稼働する1つ又は2つ以上のプログラムとして)、1つ又は2台以上のプロセッサ上で稼働する1つ又は2台以上のプログラムとして(例えば、1つ又は2台以上のマイクロプロセッサ上で稼働する1つ又は2台以上のプログラムとして)、ファームウェアとして、あるいは、それらの実質的に任意の組み合わせとして、集積回路において等価に実現され得、また、回路を設計すること、並びに/又はソフトウェア及び/若しくはファームウェアのコードを記述することは、本開示を鑑みれば当業者の技能の範囲内に含まれる。 The above detailed description has described various aspects of the apparatus and / or process using block diagrams, flowcharts and / or examples. As long as such a block diagram, flowchart and / or embodiment includes one or more functions and / or operations, it is appreciated by those skilled in the art that such a block diagram, flowchart or embodiment includes such block diagram, flowchart or embodiment. Each feature and / or operation included can be implemented individually and / or collectively by a variety of hardware, software, firmware, or virtually any combination thereof. In one aspect, some parts of the subject matter described herein are application specific integrated circuits (ASICs), field programmable gate arrays (FPGAs), digital signal processors (DSPs), or other integrated forms. It may be implemented in. However, it is appreciated by those skilled in the art that some of the aspects disclosed herein, whether all or part of them, run on one or more computers. 1 running on one or more processors as one or more computer programs (eg, as one or more programs running on one or more computer systems) 1 As one or more programs (eg, as one or more programs running on one or more microprocessors), as firmware, or as virtually any combination thereof. Equally realized in an integrated circuit, and designing the circuit and / or writing software and / or firmware code are within the skill of those skilled in the art in view of the present disclosure.
加えて、本明細書に記載される主題の機構は、多様な形式でプログラム製品として配布されることが可能であり、本明細書に記載される主題の例示的な態様は、配布を実際に行うために使用される信号搬送媒体の特定の種類にかかわらず用いられることが、当業者には理解されよう。信号搬送媒体の例としては、記録可能型の媒体、例えば、フロッピーディスク、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク(CD)、デジタルビデオディスク(DVD)、デジタルテープ、コンピュータメモリなど、並びに伝送型の媒体、例えば、デジタル及び/又はアナログ通信媒体(例えば、光ファイバケーブル、導波管、有線通信リンク、無線通信リンク(例えば、送信機、受信機、送信ロジック、受信ロジックなど)が挙げられるが、これらに限定されない。 In addition, the mechanism of the subject matter described herein can be distributed as a program product in a variety of forms, and exemplary aspects of the subject matter described herein are the actual distribution. It will be appreciated by those skilled in the art that it will be used regardless of the particular type of signal carrier used to do so. Examples of signal transport media include recordable media such as floppy disks, hard disk drives, compact discs (CDs), digital video discs (DVDs), digital tapes, computer memories, and transmission media such as transmission media. Examples include, but are not limited to, digital and / or analog communication media (eg, fiber optic cables, waveguides, wired communication links, wireless communication links (eg, transmitters, receivers, transmission logic, reception logic, etc.)). ..
要約すると、本明細書に記載した構想を用いる結果として得られる多くの利益が記載されてきた。1つ又は2つ以上の態様の上述の記載は、例示及び説明を目的として提示されているものである。包括的であることも、開示された厳密な形態に限定することも意図されていない。上記の教示を鑑みて、修正又は変形が可能である。1つ又は2つ以上の態様は、原理及び実際の応用について例示し、それによって、様々な態様を様々な修正例と共に、想到される特定の用途に適するものとして当業者が利用できるようにするために、選択され記載されるものである。本明細書と共に提示される特許請求の範囲が全体的な範囲を定義することが意図される。 In summary, many benefits have been described as a result of using the concepts described herein. The above description of one or more aspects is presented for purposes of illustration and explanation. It is not intended to be inclusive or limited to the exact form disclosed. In view of the above teachings, modifications or modifications are possible. One or more embodiments exemplify the principles and practical applications, thereby making various embodiments available to those skilled in the art as suitable for the particular application conceived, along with various modifications. Therefore, it is selected and described. The claims presented with this specification are intended to define the overall scope.
〔実施の態様〕
(1) 外科用ステープル留め器具であって、
ハンドルと、
前記ハンドルから遠位側に延在するシャフトと、
シャフトの遠位端部に位置付けられたエンドエフェクタであって、前記エンドエフェクタが、
ストローク開始位置から前記ストローク開始位置の遠位側にあるストローク終了位置まで前記エンドエフェクタの長手方向軸に沿って近位側及び遠位側に並進可能な発射部材、
前記発射部材に結合されたナイフ、
前記発射部材の遠位側並進によって作動されるように位置付けられたウエッジスレッドを備えるステープルカートリッジ、及び
前記発射部材の位置を感知するように位置付けられた位置センサを備える、エンドエフェクタと、
前記ストローク開始位置と前記ストローク終了位置との間で前記発射部材を並進させるように前記発射部材に結合されたモータと、
モータ設定点を受信し、前記モータへ駆動信号を提供するためのモータコントローラと、
エネルギーを前記モータに提供するように電気的に結合されたエネルギー貯蔵装置と、
前記エネルギー貯蔵装置によって提供されたエネルギーを測定するように前記エネルギー貯蔵装置に電気的に結合されたクーロンカウンタと、
少なくとも1つのプロセッサ、及び前記少なくとも1つのプロセッサと通信するメモリ装置を備える制御回路と、を備え、前記メモリ装置は、前記少なくとも1つのプロセッサにより実行される場合、前記少なくとも1つのプロセッサに、
第1の発射信号を受信することと、
第1の時間において、かつ前記第1の発射信号に応答して、前記モータ設定点を第1のモータ設定点値に設定することと、
第2の時間において、前記発射部材が前記ストローク開始位置と前記ストローク終了位置との間で初期の距離を横断したとの指標を前記位置センサから受信することと、
前記クーロンカウンタから、前記第1の時間と前記第2の時間との間に前記エネルギー貯蔵装置から提供された第1のエネルギーを記述する第1のエネルギーデータを受信することと、
前記第1のエネルギーが閾値エネルギーを超過すると判定することと、
前記エネルギー貯蔵装置から第1の一定の電力を引き込むように、前記モータを変調することと、を行わせる、命令を含む、外科用ステープル留め器具。
(2) 前記メモリ装置は、前記少なくとも1つのプロセッサにより実行される場合、前記少なくとも1つのプロセッサに、
第3の時間において、前記ストローク開始位置から前記ストローク終了位置まで前記発射部材の第2のストロークを開始することと、
第4の時間において、前記発射部材が前記ストローク開始位置と前記ストローク終了位置との間で前記初期の距離を横断したとの指標を前記位置センサから受信することと、
前記クーロンカウンタから、前記第3の時間と前記第4の時間との間に前記エネルギー貯蔵装置から提供された第2のエネルギーを記述する第2のエネルギーデータを受信することと、
前記第1のエネルギーが前記閾値エネルギー未満であると判定することと、
前記第1の一定の電力よりも高い第2の一定の電力を引き込むように、前記モータを変調することと、を行わせる、命令を更に含む、実施態様1に記載の外科用ステープル留め器具。
(3) 外科用器具であって、
エンドエフェクタであって、前記エンドエフェクタは、
ストローク開始位置と前記ストローク開始位置の遠位側にあるストローク終了位置との間で長手方向軸に沿って近位側及び遠位側に並進可能な発射部材と、
前記発射部材に結合されたナイフと、を備える、エンドエフェクタと、
前記ストローク開始位置と前記ストローク終了位置との間で前記発射部材を並進させるように前記発射部材に結合されたモータと、
少なくとも1つのプロセッサ、及び前記少なくとも1つのプロセッサと通信するメモリ装置を備える制御回路と、を備え、前記メモリ装置は、前記少なくとも1つのプロセッサにより実行される場合、前記少なくとも1つのプロセッサに、
初期モータ設定を前記モータに提供することにより発射部材ストロークを開始することと、
前記発射部材ストロークの開ループ部分の間、前記初期モータ設定を維持することと、
前記発射部材ストロークの前記開ループ部分中に前記モータに提供されたエネルギーを記述する発射部材エネルギーデータを受信することと、
前記発射部材エネルギーデータの少なくとも一部に基づいて発射制御プログラムを選択することと、
前記発射部材ストロークの前記開ループ部分の後に、前記発射制御プログラムに従って前記発射部材を駆動することと、を行わせる、命令を含む、外科用器具。
(4) 前記発射部材ストロークの前記開ループ部分が、前記発射部材ストロークの開始から初期時間帯の終了までである、実施態様3に記載の外科用器具。
(5) 前記発射部材ストロークの前記開ループ部分が、前記ストローク開始位置から、初期の距離だけ前記ストローク開始位置から離れたポイントまでである、実施態様3に記載の外科用器具。
[Implementation mode]
(1) Surgical staple fastening device
With the handle
A shaft extending distally from the handle,
An end effector located at the distal end of the shaft, said end effector.
A launching member that can be translated proximally and distally along the longitudinal axis of the end effector from the stroke start position to the stroke end position distal to the stroke start position.
A knife coupled to the launching member,
A staple cartridge with wedge threads positioned to be actuated by the distal translation of the launch member, and an end effector with a position sensor positioned to sense the position of the launch member.
A motor coupled to the launch member so as to translate the launch member between the stroke start position and the stroke end position.
A motor controller for receiving a motor set point and providing a drive signal to the motor,
An energy storage device that is electrically coupled to provide energy to the motor,
A coulomb counter electrically coupled to the energy storage device to measure the energy provided by the energy storage device.
A control circuit comprising at least one processor and a memory device that communicates with the at least one processor, the memory device, when executed by the at least one processor, to the at least one processor.
Receiving the first launch signal and
Setting the motor set point to the first motor set point value at the first time and in response to the first launch signal.
Upon receiving an index from the position sensor that the launching member has crossed the initial distance between the stroke start position and the stroke end position in the second time,
Receiving from the coulomb counter the first energy data describing the first energy provided by the energy storage device between the first time and the second time.
Determining that the first energy exceeds the threshold energy
A surgical staple fastening device, including a command, that modulates and causes the motor to draw a first constant power from the energy storage device.
(2) When the memory device is executed by the at least one processor, the memory device is connected to the at least one processor.
In the third time, starting the second stroke of the launching member from the stroke start position to the stroke end position,
Upon receiving an index from the position sensor that the launching member has crossed the initial distance between the stroke start position and the stroke end position in the fourth time.
Receiving from the coulomb counter a second energy data describing the second energy provided by the energy storage device between the third time and the fourth time.
Determining that the first energy is less than the threshold energy
The surgical staple fastening device according to
(3) Surgical instruments
It is an end effector, and the end effector is
A launching member capable of translating proximally and distally along the longitudinal axis between the stroke start position and the stroke end position on the distal side of the stroke start position.
An end effector comprising a knife coupled to the launching member.
A motor coupled to the launch member so as to translate the launch member between the stroke start position and the stroke end position.
A control circuit comprising at least one processor and a memory device that communicates with the at least one processor, the memory device, when executed by the at least one processor, to the at least one processor.
Starting the launch member stroke by providing the motor with an initial motor setting and
Maintaining the initial motor settings during the open loop portion of the launching member stroke and
Receiving launch member energy data describing the energy provided to the motor during the open loop portion of the launch member stroke.
Selecting a launch control program based on at least a portion of the launch member energy data
A surgical instrument comprising a command to drive the launch member according to the launch control program after the open loop portion of the launch member stroke.
(4) The surgical instrument according to the third embodiment, wherein the open loop portion of the launching member stroke is from the start of the launching member stroke to the end of the initial time zone.
(5) The surgical instrument according to
(6) 前記初期の距離が、前記ストローク開始位置と前記ストローク終了位置との間の距離の約1/6である、実施態様5に記載の外科用器具。
(7) 前記初期モータ設定を前記モータに提供することが、第1のモータ設定点をモータ制御回路に提供することを含む、実施態様3に記載の外科用器具。
(8) 前記初期モータ設定が、前記モータに提供されたモータ駆動信号の電圧である、実施態様3に記載の外科用器具。
(9) 前記発射制御プログラムに従う前記発射部材の前記駆動が、前記発射部材を第1の一定の速度に駆動することを含む、実施態様3に記載の外科用器具。
(10) 前記発射制御プログラムに従う前記発射部材の前記駆動が、前記発射部材を一定の電力で駆動することを含む、実施態様3に記載の外科用器具。
(6) The surgical instrument according to
(7) The surgical instrument according to
(8) The surgical instrument according to
(9) The surgical instrument according to
(10) The surgical instrument according to
(11) 前記メモリ装置は、前記少なくとも1つのプロセッサにより実行される場合、前記少なくとも1つのプロセッサに、
前記初期モータ設定を前記モータに提供することにより第2の発射部材ストロークを開始することと、
前記第2の発射部材ストロークの開ループ部分の間、前記初期モータ設定を維持することと、
前記第2の発射部材ストロークの前記開ループ部分中に前記モータに提供されたエネルギーを記述する第2の発射部材エネルギーデータを受信することと、
前記第2の発射部材ストロークの前記開ループ部分中の前記発射部材の前記エネルギーの少なくとも一部に基づいて第2の発射制御プログラムを選択することと、
前記第2の発射部材ストロークの前記開ループ部分の後に、前記第2の発射制御プログラムに従って前記発射部材を駆動することと、を行わせる、命令を更に含む、実施態様3に記載の外科用器具。
(12) 前記第2の発射部材エネルギーデータは、前記発射部材ストロークの前記開ループ部分中に前記モータに提供されたエネルギーよりも多くのエネルギーが、前記第2の発射部材ストロークの前記開ループ部分中に前記モータに提供されたことを示し、前記発射制御プログラムに従う前記発射部材の前記駆動が、前記発射部材を第1の一定の電力で駆動することを含み、前記第2の発射制御プログラムに従う前記発射部材の前記駆動が、前記発射部材を、前記第1の一定の電力よりも少ない第2の一定の電力で駆動することを含む、実施態様11に記載の外科用器具。
(13) 前記第2の発射部材エネルギーデータは、前記発射部材ストロークの前記開ループ部分中に前記モータに提供されたエネルギーよりも多くのエネルギーが、前記第2の発射部材ストロークの前記開ループ部分中に前記モータに提供されたことを示し、前記発射制御プログラムに従う前記発射部材の前記駆動が、前記発射部材を第1の一定の速度に駆動することを含み、前記第2の発射制御プログラムに従う前記発射部材の前記駆動が、前記発射部材を、前記第1の一定の速度よりも遅い第2の一定の速度に駆動することを含む、実施態様11に記載の外科用器具。
(14) 前記モータに提供されたエネルギーを感知するように電気的に接続されたクーロンカウンタを更に備える、実施態様3に記載の外科用器具。
(15) 外科用器具であって、
エンドエフェクタであって、前記エンドエフェクタは、
ストローク開始位置と前記ストローク開始位置の遠位側のストローク終了位置との間で長手方向軸に沿って近位側及び遠位側に並進可能な発射部材と、
前記発射部材に結合されたナイフと、を備える、エンドエフェクタと、
前記ストローク開始位置と前記ストローク終了位置との間で前記発射部材を並進させるように前記発射部材に結合されたモータと、
少なくとも1つのプロセッサ、及び前記少なくとも1つのプロセッサと通信するメモリ装置を備える制御回路と、を備え、前記メモリ装置は、前記少なくとも1つのプロセッサにより実行される場合、前記少なくとも1つのプロセッサに、
パルスモータ駆動信号を前記モータに提供することにより発射部材ストロークを開始することと、
前記発射部材の位置を示す発射部材位置データを受信することと、
前記発射部材ストロークの開ループ部分中に、前記発射部材位置データの少なくとも一部に基づいて前記パルスモータ駆動信号を修正することと、
前記発射部材ストロークの前記開ループ部分中の前記パルスモータ駆動信号を記述するパルス幅データの少なくとも一部に基づいて発射制御プログラムを選択することと、
前記発射部材ストロークの前記開ループ部分の後に、前記発射制御プログラムに従って前記発射部材を駆動することと、を行わせる、命令を含む、外科用器具。
(11) When the memory device is executed by the at least one processor, the memory device is connected to the at least one processor.
Initiating a second launch member stroke by providing the motor with the initial motor settings.
Maintaining the initial motor settings during the open loop portion of the second launching member stroke and
Receiving the second launch member energy data describing the energy provided to the motor during the open loop portion of the second launch member stroke.
Selecting a second launch control program based on at least a portion of the energy of the launcher in the open loop portion of the second launch member stroke.
The surgical instrument according to
(12) In the second launch member energy data, more energy than the energy provided to the motor during the open loop portion of the launch member stroke is the open loop portion of the second launch member stroke. According to the second launch control program, the drive of the launch member according to the launch control program comprises driving the launch member with a first constant power. The surgical instrument according to
(13) In the second launch member energy data, more energy than the energy provided to the motor during the open loop portion of the launch member stroke is the open loop portion of the second launch member stroke. According to the second launch control program, the drive of the launch member according to the launch control program comprises driving the launch member to a first constant speed. 11. The surgical instrument according to
(14) The surgical instrument according to
(15) Surgical instruments
It is an end effector, and the end effector is
A launching member capable of translating proximally and distally along the longitudinal axis between the stroke start position and the stroke end position on the distal side of the stroke start position.
An end effector comprising a knife coupled to the launching member.
A motor coupled to the launch member so as to translate the launch member between the stroke start position and the stroke end position.
A control circuit comprising at least one processor and a memory device that communicates with the at least one processor, the memory device, when executed by the at least one processor, to the at least one processor.
By providing the pulse motor drive signal to the motor, the launching member stroke is started, and
Receiving the launching member position data indicating the position of the launching member and
During the open loop portion of the launch member stroke, modifying the pulse motor drive signal based on at least a portion of the launch member position data.
Selecting a launch control program based on at least a portion of pulse width data describing the pulse motor drive signal in the open loop portion of the launch member stroke.
A surgical instrument comprising a command to drive the launch member according to the launch control program after the open loop portion of the launch member stroke.
(16) 前記パルス幅データが、前記発射部材ストロークの前記開ループ部分中の前記モータ駆動信号の平均パルス幅を記述するデータを含む、実施態様15に記載の外科用器具。
(17) 前記パルス幅データが、前記発射部材ストロークの前記開ループ部分中の前記モータ駆動信号のオン時間の合計を記述するデータを含む、実施態様15に記載の外科用器具。
(18) 前記発射部材ストロークの前記開ループ部分が、前記発射部材ストロークの開始から初期時間帯の終了までである、実施態様15に記載の外科用器具。
(19) 前記発射部材ストロークの前記開ループ部分が、前記ストローク開始位置から、初期の距離だけ前記ストローク開始位置から離れたポイントまでである、実施態様15に記載の外科用器具。
(20) 前記発射部材ストロークの前記開ループ部分が、前記発射部材ストロークの開始から初期時間帯の終了までである、実施態様15に記載の外科用器具。
(16) The surgical instrument according to embodiment 15, wherein the pulse width data includes data describing the average pulse width of the motor drive signal in the open loop portion of the firing member stroke.
(17) The surgical instrument according to embodiment 15, wherein the pulse width data includes data describing the total on-time of the motor drive signal in the open loop portion of the firing member stroke.
(18) The surgical instrument according to embodiment 15, wherein the open loop portion of the launch member stroke is from the start of the launch member stroke to the end of the initial time zone.
(19) The surgical instrument according to embodiment 15, wherein the open loop portion of the launching member stroke is from the stroke start position to a point separated from the stroke start position by an initial distance.
(20) The surgical instrument according to embodiment 15, wherein the open loop portion of the launching member stroke is from the start of the launching member stroke to the end of the initial time zone.
Claims (1)
ハンドルと、
前記ハンドルから遠位側に延在するシャフトと、
前記シャフトの遠位端部に位置付けられたエンドエフェクタであって、前記エンドエフェクタが、
ストローク開始位置から前記ストローク開始位置の遠位側にあるストローク終了位置まで前記エンドエフェクタの長手方向軸に沿って近位側及び遠位側に並進可能な発射部材、
前記発射部材に結合されたナイフ、
前記発射部材の遠位側並進によって作動されるように位置付けられたウエッジスレッドを備えるステープルカートリッジ、及び
前記発射部材の位置を感知するように位置付けられた位置センサを備える、エンドエフェクタと、
前記ストローク開始位置と前記ストローク終了位置との間で前記発射部材を並進させるように前記発射部材に結合されたモータと、
モータ設定信号を受信し、前記モータへ駆動信号を提供するためのモータコントローラと、
電力を前記モータに提供するように電気的に結合されたエネルギー貯蔵装置と、
前記エネルギー貯蔵装置によって提供された電力を測定するように前記エネルギー貯蔵装置に電気的に結合されたクーロンカウンタと、
少なくとも1つのプロセッサ、及び前記少なくとも1つのプロセッサと通信するメモリ装置を備える制御回路と、を備え、前記メモリ装置は、前記少なくとも1つのプロセッサにより実行される場合、前記少なくとも1つのプロセッサに、
第1の発射信号を受信することと、
第1の時間において、かつ前記第1の発射信号に応答して、前記モータ設定信号を第1のモータ設定信号値に設定することと、
第2の時間において、前記発射部材が前記ストローク開始位置と前記ストローク終了位置との間で最初の所定の距離を移動したとの指標を前記位置センサから受信することと、
前記クーロンカウンタから、前記第1の時間と前記第2の時間との間に前記エネルギー貯蔵装置から提供された第1の電力を記述する第1の電力データを受信することと、
前記第1の電力が閾値電力を超過すると判定することと、
前記エネルギー貯蔵装置から第1の一定の供給電力を引き込むように、前記モータを変調することと、を行わせる、命令を含み、
前記メモリ装置は、前記少なくとも1つのプロセッサにより実行される場合、前記少なくとも1つのプロセッサに、
第3の時間において、前記ストローク開始位置と前記ストローク終了位置との間で前記発射部材の第2のストロークを開始することと、
第4の時間において、前記発射部材が前記ストローク開始位置と前記ストローク終了位置との間で所定の距離を移動したとの指標を前記位置センサから受信することと、
前記クーロンカウンタから、前記第3の時間と前記第4の時間との間に前記エネルギー貯蔵装置から提供された第2の電力を記述する第2の電力データを受信することと、
前記第2の電力が前記閾値電力未満であると判定することと、
前記第1の一定の電力よりも高い第2の一定の供給電力を引き込むように、前記モータを変調することと、を行わせる、命令を更に含む、外科用ステープル留め器具。 Surgical staple fastening device
With the handle
A shaft extending distally from the handle,
An end effector positioned at the distal end of said shaft, said end effector,
A launching member that can be translated proximally and distally along the longitudinal axis of the end effector from the stroke start position to the stroke end position distal to the stroke start position.
A knife coupled to the launching member,
A staple cartridge with wedge threads positioned to be actuated by the distal translation of the launch member, and an end effector with a position sensor positioned to sense the position of the launch member.
A motor coupled to the launch member so as to translate the launch member between the stroke start position and the stroke end position.
A motor controller for receiving a motor setting signal and providing a drive signal to the motor,
An energy storage device that is electrically coupled to provide power to the motor,
A coulomb counter electrically coupled to the energy storage device to measure the power provided by the energy storage device.
A control circuit comprising at least one processor and a memory device that communicates with the at least one processor, the memory device, when executed by the at least one processor, to the at least one processor.
Receiving the first launch signal and
Setting the motor setting signal to the first motor setting signal value at the first time and in response to the first firing signal, and
In the second time, receiving an index from the position sensor that the launching member has moved the first predetermined distance between the stroke start position and the stroke end position, and
Receiving from the coulomb counter the first power data describing the first power provided by the energy storage device between the first time and the second time.
Determining that the first power exceeds the threshold power,
To draw a first predetermined power supplied from the energy storage device, the method comprising modulating the motor, to perform, looking containing instructions,
When the memory device is executed by the at least one processor, the memory device is supplied to the at least one processor.
In the third time, starting the second stroke of the launching member between the stroke start position and the stroke end position, and
In the fourth time, receiving an index from the position sensor that the launching member has moved a predetermined distance between the stroke start position and the stroke end position, and
Receiving from the coulomb counter a second power data describing the second power provided by the energy storage device between the third time and the fourth time.
Determining that the second power is less than the threshold power,
Said first constant to draw a second constant supply power greater than the power, and modulating the motor, to perform, further comprising instructions, stapling instrument for outside family.
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